Pourquoi ces onduleurs sont-ils si prometteurs ?

Les onduleurs jouent un rôle essentiel dans les systèmes modernes, notamment dans les véhicules électriques, l’aéronautique ou les réseaux intelligents. Ils transforment le courant continu (DC) en courant alternatif (AC), nécessaire au fonctionnement des moteurs. Le système étudié ici, appelé DTLI (Dual Two-Level Inverter), permet d’alimenter chaque côté d’un moteur avec un onduleur dédié. Cette configuration présente de nombreux avantages :

• Tension d’alimentation réduite

• Meilleure tolérance aux pannes

• Contrôle indépendant de chaque phase du moteur

• Réduction potentielle des pertes d’énergie

Trois configurations, trois approches

Nos chercheurs ont comparé et testé trois variantes principales du DTLI :

1. Un seul bus DC commun : simple et économique, mais sujet à des problèmes de qualité (harmoniques, tensions parasites).

2. Deux sources DC isolées : offre de meilleures performances, mais avec un coût et une complexité accrus.

3. Un bus DC avec un condensateur flottant : bon compromis, mais nécessite un contrôle précis de la tension du condensateur.

Les défis à relever

Si le DTLI présente un grand potentiel, il n’est pas exempt de problèmes :

• Tensions parasites (tensions de mode commun et de séquence zéro) qui peuvent abîmer les moteurs ou générer des pertes supplémentaires.

• Surcharge des condensateurs, notamment avec des sources de tension asymétriques.

• Complexité des stratégies de commande, nécessitant des techniques avancées de modulation pour limiter les pertes et assurer une bonne qualité du signal.

Vers une meilleure efficacité énergétique

L’un des objectifs clés de cette recherche est de concilier qualité de l’énergie et rendement global. En adaptant les méthodes de modulation (PWM), il est possible de réduire les pertes de commutation et d'améliorer la répartition des charges entre les deux onduleurs. Des stratégies spécifiques permettent même d’éliminer certaines tensions parasites sans ajouter de matériel coûteux.

Cette étude met en lumière les atouts et limites de ces configurations avancées d’onduleurs. Elle fournit des recommandations précieuses pour les ingénieurs souhaitant intégrer cette technologie dans des véhicules électriques, des avions ou encore des systèmes marins. Grâce à une meilleure gestion des tensions, des pertes et de la commande, le DTLI pourrait bien jouer un rôle central dans les systèmes électriques de demain.

Plus d'infos sur Overview of Dual Two-Level Inverter Configurations for Open-End Winding Machines: Enhancing Power Quality and Efficiency

Contact : Houcine CHAFOUK, Enseignant – Chercheur, Dr., HDR à l’ESIGELEC, houcine.chafouk@esigelec.fr