Génie Électrique

Électrotechnique et électronique de puissance
Génie ÉlectriqueAnnée 1, Semestre S6
Cycle ingénieur
5 crédits ECTS1GES6ELT
Objectifs
  • Connaissance des principes de fonctionnement des convertisseurs électromagnétiques statiques (transformateurs) et tournants (machines)
  • Bien choisir une structure de puissance à partir d'un cahier des charges
  • Dimensionner le composant de base avec sa commande et sa protection
Liste des ECIntroduction à l'électrotechnique
TP Machines électriques statiques
Électromécanique : convertisseurs électromagnétiques
TP électrotechnique: machines tournantes
Synthèse des structures de puissance
Les composants de l'électronique de puissance
Horaire encadré80 h
Travail personnel35 h
Évaluation17% Introduction à l'électrotechnique
17% TP Machines électriques statiques
17% Électromécanique : convertisseurs électromagnétiques
17% TP électrotechnique: machines tournantes
17% Synthèse des structures de puissance
17% Les composants de l'électronique de puissance
Pré-requisConnaissance des lois élémentaires de l'électricité et du magnétisme
Notions de calcul matriciel - Maîtrise des nombres complexes
1GES5ELNC - Électronique des composants
ResponsableRafik SMAALI
18/08/2008
Génie ÉlectriqueIntroduction à l'électrotechnique
Objectifs
  • Modélisation des circuits électriques et magnétiques de l'électrotechnique.
  • Etudes des circuits couplés : application au transformateur statique.
Compétences
  • Savoir représenter simplement les phénomènes physiques de l'électrotechnique.
  • Savoir utiliser un schéma équivalent et savoir interpréter les résultats qu'il fournit.
Description
  • Eléments d'électromagnétisme
    • Lois d'Ampère, de Faraday (induction), de conservation du flux
  • Bobine avec noyau
    • Fonctionnement linéaire et non linéaire, entrefer et localisation de l'énergie
  • Aimants permanents
  • Circuits couplés, inductances
  • Transformateur statique
    • Transformateur monophasé, tranformateur triphasé équilibré
Horaire encadré14h (8h CM + 6h TD)
ÉvaluationExamen final, Écrit
Bibliographie

Introduction à l'électrotechnique, Laroche J., éditions DUNOD, paris 2002

Support
  • http://pagesperso-orange.fr/xcotton/electron/coursetdocs.htm (partie électromagnétisme)
EnseignantsKamal KERROUM
02/03/2010
Génie ÉlectriqueTP Machines électriques statiques
Objectifs
  • Analyse des phénomènes physiques dans les circuits électriques et magnétiques de l'électrotechnique.
  • Utilisation du modèle des inductances pour décrire les machines statiques
Compétences
  • Savoir câbler et mettre en service des machines électriques en respectant les règles de sécurité.
  • Savoir analyser les résultats expérimentaux à l'aide de modèles simples
Description
  • Circuit magnétique: cycle d'hystérésis, pertes
  • Transformateur monophasé: schéma équivalent, fonctionnement sur charge selfique
  • Transformateur triphasé: fonctionnement déséquilibré
Horaire encadré12h (12h TP)
Évaluation50% Examen final, Écrit
50% Contrôle continu, Écrit
EnseignantsChristophe PASQUIER, Rafik SMAALI
02/03/2010
Génie ÉlectriqueÉlectromécanique : convertisseurs électromagnétiques
Objectifs
  • Introduction à la théorie générale des convertisseurs électromagnétiques.
  • Analyser la création du couple dans les machines tournantes.
Compétences
  • Savoir modéliser une machine tournante à l'aide d'une matrice d'inductances.
  • savoir écrire le bilan énergétique à l'aide des équations du régime instantané
  • Comprendre les mécanismes de création de couple
Description
  • Couple de mutuelle induction et couple réluctant
  • Etats énergétiques du système électromécanique
  • Force magnétomotrice d'entrefer
    • Variation spatiale et représentation vectorielle
    • Evolution temporelle (champ tournant et champ pulsant)
  • Synchronisme et asynchronisme
  • Calcul de l'énergie magnétique dans l'entrefer, couple électromagnétique
Horaire encadré14h (8h CM + 6h TD)
ÉvaluationExamen final, Écrit
Bibliographie

Electromécanique; convertisseurs d'énergie et actionneurs, Grenier D., Labrique F., Buyse H., Matagne E., ed DUNOD, Paris 2003

Support
  • cours polycopié JP.Plumey "Conversion électromécanique" Polytech'Clermont-Ferrand, 2007
EnseignantsRafik SMAALI
02/03/2010
Génie ÉlectriqueTP électrotechnique: machines tournantes
Objectifs
  • Utilisation du modèle des inductances pour décrire les machines tournantes.
  • Découverte par la pratique du fonctionnement des machines tournantes usuelles.
Compétences
  • Savoir câbler, mettre en service et en sécurité, des machines électriques
  • Savoir analyser les résultats expérimentaux à l'aide de modèles simples
Description
  • Machine à courant continu: caractéristiques de vitesse et de couple en excitation indépendante
  • Machine synchrone: couplage au réseau, réversibilité
  • Machine asynchrone: fonctionnement en moteur, schéma équivalent
Horaire encadré12h (12h TP)
Évaluation50% Examen final, Écrit
50% Contrôle continu, Écrit
EnseignantsChristophe PASQUIER, Rafik SMAALI
02/03/2010
Génie ÉlectriqueSynthèse des structures de puissance
Objectifs
  • Compréhension du fonctionnement des convertisseurs statiques par la mise en oeuvre d'une méthode de synthèse et d'étude systématique
  • Connaître les relations de base pour caractériser le fonctionnement en régime permanent et transitoire
Compétences
  • Conception du convertisseur approprié au cahier des charges
Description
  • Outils de base
    • Régime libre et régime forcé
    • Circuits du premier ordre et du second ordre
  • Méthodologie de synthèse
    • Interrupteurs
    • Sources
    • Convertisseurs directs
    • Convertisseurs indirects
  • Commutations
    • Notion de cellule élémentaire, caractéristiques statiques et dynamiques, choix de semi-conducteur
  • Cahier des charges
    • Dualité dans les circuits, dans les interrupteurs et dans les montages
    • Définition du cahier des charges
    • Choix des interrupteurs et de la structure de puissance
  • Application à l'étude analytique des convertisseurs statiques
    • Hacheur de Wagner
    • Hacheurs dévolteur et en pont
    • Taux d'ondulation, caractéristiques de sortie
Horaire encadré14h (10h CM + 4h TD)
ÉvaluationExamen final, Écrit
Bibliographie

La commutation douce dans la conversion statique de l'énergie électrique, CHERON Yvan, Editions LAVOISIER

Support
  • Polycopié de Monsieur EL KHAMLICHI DRISSI Khalil
EnseignantsKhalil EL KHAMLICHI DRISSI, Kamal KERROUM
02/03/2010
Génie ÉlectriqueLes composants de l'électronique de puissance
Objectifs
  • Comprendre les mécanismes de commutation à partir de la jonction de base.
  • Bien définir les circuits de commande « Drivers » en fonction du composant en commutation.
  • Choisir le composant en fonction des contraintes « puissance commutée et fréquence de commutation ».
Compétences
  • Comment choisir le composant de puissance fonctionnel et adapté
Description
  • Composant en commutation
    • Rappels sur la jonction à l'équilibre
    • Fonctionnement en commutation
    • Evolution des technologies
    • Aire de sécurité en direct
    • Aire de sécurité en commutation
  • Le Thyristor
    • Mise en conduction et analyse de la coupure
    • Circuits de commande, transformateur d'impulsions
  • Le MOSFET
    • Structure interne
    • Modèles de MOS de puissance
    • Comportement en commutation
    • Aire de securité et protection
    • Techniques de commande
  • L'IGBT
    • Caractéristiques électriques
    • Commande et protection
    • Applications et perspectives
  • Présentation des circuits d'aide à la commutation (Snubbers)
    • Aide à la fermeture
    • Aide à l'ouverture
    • CALC du second ordre
  • Choix technologiques
    • Classification dans le plan fréquence, puissance
Horaire encadré14h (8h CM + 6h TD)
ÉvaluationExamen final, Écrit
Bibliographie

Composants semi-conducteurs pour l'électronique de puissance, LEFEBVRE Stéphane et MISEREY Françis, Editions LAVOISIER

Support
  • Documentation sous forme électronique
EnseignantsKhalil EL KHAMLICHI DRISSI, Kamal KERROUM
02/03/2010