Thèse: C. Cuellar
Titre : Caractérisation et modélisation HF des matériaux magnétiques pour la conception des composants passifs des filtres CEM
Date : Lundi 7 octobre 2013
Heure : 10h30
Lieu : IUT A de Lille – Cité Scientifique
Résumé :
Les commutations des interrupteurs dans les convertisseurs statiques sont à l’origine des principales perturbations faisant l’objet de la compatibilité électromagnétique (CEM). La réduction des ces perturbations se fait, entre autre, à l’aide de filtres CEM qui nécessitent l’utilisation de noyaux magnétiques. Ces matériaux doivent posséder des propriétés physiques adaptées pour assurer le bon fonctionnement du filtre CEM dans la gamme de fréquences souhaitée, et ce, quelque soit les contraintes d’utilisation (saturation, température …). Ainsi, dans ce travail, des méthodologies et des modèles sont développés afin de dimensionner le filtre CEM dans les conditions réelles de fonctionnement.
Tout d’abord, le noyau magnétique est étudié pour de faibles signaux d’excitation en proposant une méthode de caractérisation de la perméabilité magnétique complexe en hautes fréquences (HF). Deux modèles, l’un analytique et l’autre en circuit équivalent, sont développés pour prendre en compte ce comportement HF. Dans un second temps, le matériau est considéré saturable. En effet, le filtre CEM peut être soumis à des courants plus importants, conduisant alors à la modification de ses caractéristiques principales. C’est pourquoi, une approche non-linéaire est développée pour représenter le matériau, avec et sans hystérésis, tout en y incluant le comportement capacitif du matériau en HF. De plus, une méthode expérimentale, basée sur l’utilisation d’une spire plate, est proposée pour caractériser l’hystérésis magnétique en HF.
Enfin, une amélioration de la méthode d’injection de courant est proposée, notamment par l’utilisation de nouvelles sondes, pour caractériser l’impédance d’entrée d’un convertisseur. Cette impédance, combinée avec les modèles précédents de matériaux sous faibles et fortes excitations, est utilisée pour déterminer la perte d’insertion d’un filtre CEM. Les résultats de simulations sont validés par la mesure expérimentale.
