Modélisation des systèmes électroniques de puissance en aéronautique à partir de leur topologie, dispositif expérimental homothétique

Différentes topologies de câblage – Architecture de connexions

Nous présentons ici les différentes topologies de câblage qui seront testées au cours de notre étude. Les configurations ont été choisies afin de représenter des cas d’applications réelles « avion » ou des configurations innovantes qui pourraient entraîner une réduction du rayonnement dû aux courants de mode commun. Le mode de rayonnement (mode commun ou mode différentiel) est très dépendant des chemins de conduction des courants. Pour classer les différentes topologies, nous distinguons tout d’abord deux cas :

1. le fonctionnement monofilaire ou monophasé : c’est le cas de l’alimentation d’une charge par un hacheur, 2. et le fonctionnement multifilaire, par exemple triphasé : c’est le cas de alimentation d’un actionneur par un onduleur.

Configuration monophasé

Nous pouvons subdiviser le fonctionnement monophasé en trois cas distincts, chaque cas conduisant à une modélisation différente : Cas 1.1 retour du courant par le plan de masse, Cas 1.2 retour du courant par un conducteur proche du conducteur aller, Cas 1.3 câble blindé. Figure II-1 : Architecture de connexion et de la topologie de câblage d’un système monophasé Le schéma électrique de la Figure II-1 prend en compte tous les types de connexions à la masse ainsi que toutes les topologies de câblage que nous avons étudiées.

Les trois zones délimitées par des pointillés sur le schéma représentent la source, le câble et la charge. La source est composée d’une source de tension qui correspond à la différence de potentiel imposée par la cellule de commutation ou le convertisseur statique et d’une impédance Zsource qui correspond à l’impédance différentielle dont nous détaillons la composition dans le paragraphe III.2 intitulé Modélisation en mode commun d’un hacheur.

Les impédances de mode commun Z MC représentent soit l’impédance de connexion d’une éventuelle mise à la terre soit l’impédance parasite de mode commun. Les deux interrupteurs à trois positions du schéma permettent de définir le mode de connexion du câble et de sélectionner parmi les différents cas cités précédemment. Nous décrivons dans la suite plus précisément ces trois architectures de connexion.

Configuration polyphasée

Les systèmes de puissance avionique sont généralement triphasés, nous retiendrons cette seule configuration. La source d’alimentation est supposée être un onduleur de tension. Le fonctionnement triphasé peut être subdivisé en deux cas distincts : Cas 2.1 triphasé non blindé, Cas 2.2 triphasé blindé. Comme pour la configuration monophasé, nous avons rassemblé sous forme d’un schéma électrique équivalent représenté à la Figure II-2, tous les modes de connexion étudiés en triphasé.

Les sources représentent les cellules de commutation de l’onduleur. Nous retrouvons sur le schéma les mêmes notations que pour le monophasé. A l’exception des interrupteurs qui, cette fois, n’ont que deux positions et qui définissent seulement l’utilisation ou non d’un conducteur de masse.