Soutenance de thèse, Florentin SALOMEZ, 30 novembre 2022

Modélisation des effets capacitifs des bobines simple couche et choix du matériau magnétique du noyau pour le dimensionnement des filtres CEM

Le mercredi 30 novembre 2022  à 10h00, Amphithéâtre Atrium au rez-de-chaussée du Bât. ESPRIT, Avenue Henri Poincaré 59655 Villeneuve d’Ascq, France

Résumé :

Le sujet de thèse porte sur l’étude des composants magnétiques utilisés dans les filtres de perturbations électromagnétiques des convertisseurs d’électronique de puissance. Il est bien connu que les convertisseurs statiques sont des sources de perturbations conduites qu’il faut réduire afin de respecter les normes de compatibilité électromagnétique (CEM). Une des solutions couramment utilisée pour réduire ces perturbations est l’installation de filtres CEM entre le convertisseur et le réseau électrique. La première partie du manuscrit est dédiée à la présentation du contexte de la thèse, avec la problématique de la CEM et les solutions de filtrage. Dans la seconde partie, nous présentons la modélisation de l’impédance de la bobine de mode commun du filtre CEM, avec la prise en compte des comportements à haute fréquence, pour son dimensionnement. Ainsi, un modèle des propriétés magnétiques basé sur l’équation de Debye est proposé, auquel est ajouté pour les ferrites, de type Mn-Zn, un modèle de capacité matériau d’ordre fractionnaire. Dans la troisième partie, la capacité parallèle équivalente (CPE) est calculée à partir des capacités élémentaires, tore-spire et inter-spires, déterminées par la méthode des éléments finis en deux dimensions, en tenant compte de la courbure des spires. Dans la dernière partie, le modèle de l’impédance de la bobine de mode commun est utilisé pour le dimensionnement d’un filtre de mode commun. Les résultats obtenus montrent que la conception à l’aide des modèles proposés permet l’optimisation du volume de la bobine. Finalement, l’application de cette méthode a permis de définir un indicateur permettant le choix du matériau magnétique qui minimise le volume de la bobine.

Mots clefs : 

électronique de puissance, compatibilité électromagnétique, filtre CEM, bobine de mode commun, capacités parasites, optimisation du volume