Modélisation PEEC des connexions dans les convertisseurs de puissance

Actuellement, il est essentiel en électronique de puissance, comme dans un grand nombre de disciplines techniques proches des sciences de l’ingénieur, d’être capable de simuler et de prédire le comportement d’un dispositif. Cette simulation aura essentiellement deux objectifs :

• étudier l’évolution de grandeurs difficilement mesurables sur un prototype. Par exemple, étudier l’équilibrage de courant circulant dans des condensateurs servant de filtre lorsqu’ils sont connectés sur un busbarre  ;

• concevoir des dispositifs en recourant à un minimum de prototypes.

Cet article s’intéresse plus particulièrement à la modélisation des connexions électriques dans leur environnement. Ces connexions ont pour fonction de relier les différents éléments constituant une structure d’électronique de puissance. Les phénomènes importants à modéliser en électronique de puissance sont au nombre de quatre :

• les surtensions engendrées par une variation rapide du courant ;

• les valeurs des variations des fronts de tensions et de courants lors des commutations. Cette connaissance est primordiale afin de prédire le comportement électromagnétique du dispositif pour toute étude concernant la compatibilité électromagnétique (CEM) ;

• la répartition de courants entre éléments ;

• l’interaction entre la commande et la puissance.

Les modèles présentés dans cet article ont pour finalité la prise en compte des phénomènes liés aux connexions électriques dans les convertisseurs statiques. Ces connexions possèdent une caractéristique particulière : elles ont une ou deux dimensions géométriques prépondérantes devant les autres (barres longues, plaques fines ou busbarres).

L’application de la méthode PEEC au câblage d’un onduleur triphasé fait l’objet de l’article suivant Application de la méthode PEEC au câblage d’un onduleur triphasé.