Fiche détaillée

Thèses

Université Joseph-Fourier - Grenoble I (20/07/2005), Nicolas RETIERE (Dir.)

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Analyse et conception des systèmes électriques embarqués. Application aux réseaux de bord d'avion

Franck Barruel1

Les réseaux embarqués, au même titre que les réseaux de distribution, subissent de profondes mutations dues à l'essor de l'électronique de puissance. La tendance est claire : la puissance doit être intégrée au maximum sous forme électrique aux dépens de l'hydraulique et de la mécanique. Cette intégration de puissance est rendue posl'hydraulique et de la mécanique. Cette intégration de puissance est rendue possible par l'utilisationde convertisseurs d'électronique de puissance, fiables, modulaires et garantissant une grande souplesse de fonctionnement. C'est ce qui se passe actuellement pour les avions civils gros porteurs. L'insertion massive de ces convertisseurs dans les réseaux embarqués pose cependant quelques problèmes, principalement à cause la prolifération des harmoniques et à l'introduction de nouvelles dynamiques. Pour pouvoir quantifier et s'affranchir de ces problèmes, on doit utiliser des méthodes d'analyse et de conception adaptées. Dans ce contexte, le premier chapitre du mémoire fait un tour d'horizon de l'évolution des réseaux embarqués au cours des dernières décennies. Dans la deuxième partie, une méthodologie de conception des systèmes embarqués est proposée. Les deux chapitres suivants sont les premières applications de la méthodologie dans le contexte du contrat européen Power Optimized Aircraft. L'un est consacré à l'étude dynamique d'un système embarqué haute tension continue. L'approche modale, couplée au modèle moyen généralisé, est détaillée. L'accent est particulièrement mis sur les facteurs de participation et de sensibilité. Le dernier chapitre concerne la dépollution harmonique optimale où l'on propose de minimiser le volume des organes de filtrage par l'intermédiaire d'optimisations sous contraintes.

1 :	G2ELab - Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble

mots-clés : Réseaux embarqués – méthodologie – stabilité – harmonique – filtrage – optimisation

Solid state networks like power network are in constant modification due to the development of the power electronics systems. The future is clear: the embedded power will be electric and the hydraulic and pneumatic power will be reduced. At this time, this transformation is present civil aircraft. However, the increasing number of power electronic converters connected to aircraft electrical supply networks increases the harmonic levels and the risk of unstability. For analysis and design goals, appropriated methods must be used. In this context, the first part of this report describes the evolution of the state power network until 50 years. In the second part, a global methodology for design embedded systems is proposed. The two following parts are applications of this methodology in the European project context called Power Optimized Aircraft. One analyses the dynamic effects in a HVDC structure composed with a starter generator and a fuel pump motor. The modal approach linked to the averages models is discussed. The participation factor and the sensitive analysis are presented in this application. The last part proposes a methodology to optimize a passive input filter and to fulfil harmonic standards. The method is applied to a diode rectifier, with capacitive load, which represents a very common Power Input Stage for actuators.

mots-clés en anglais : Embedded network – methods – stability – harmonic filter – optimization

tel-00164837, version 1

http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00164837

oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00164837

Contributeur : Sylvie Garcia <>

Soumis le : Mardi 24 Juillet 2007, 08:34:45

Dernière modification le : Mardi 24 Juillet 2007, 10:12:09