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Systèmes d’alimentation des décharges électriques
Les travaux que nous menons sur cette thématique s’intègrent dans l’action transversale du LAPLACE « Optimisation Source Décharge Procédé » (OSDP) ; ils constituent dans cette action une part majeure des activités dédiées à la conception de générateurs destinés au contrôle des dispositifs de décharge. L’objectif recherché est d’apporter par les caractéristiques de l’alimentation électrique une capacité de contrôle de la décharge et, partant, de réglage de cette décharge au bénéficie du procédé qui la met en œuvre.
Cette démarche repose sur plusieurs étapes, qui ne sont pas sans rappeler les processus de synthèse des structures de convertisseurs et de synthèse des semi-conducteurs de puissance que ces dernières mettent en œuvre :
- modélisation des éléments entre lesquels il s’agit de contrôler les transferts de puissance électrique : typiquement cette étape concerne principalement le dispositif de décharge et à un moindre titre, la source d’alimentation primaire (celle-ci étant le plus souvent constitué du réseau de distribution électrique EDF). Cette modélisation s’appuie sur :
- la définition de la structure de schémas équivalents électriques (il ne s’agit pas pour nous, contrairement aux démarches adoptées par nos collègues plasmiciens, de réaliser une modélisation multi-dimensionnelle, mais bien de caractériser de façon efficace la charge à alimenter).
- l’identification des paramètres de ces modèles.
- choix et dimensionnement de la structure du convertisseur et de ses organes de contrôle et de gestion des transferts de puissance
- validation expérimentale
Ces différents points sont détaillés ci-après :
Modélisation
Pour réaliser l’identification des paramètres, une démarche automatisée, basée sur la « méthode du modèle » a été développée. L’outil permet l’utilisation de relevés expérimentaux utilisés : pour certains comme entrées du modèle dont la structure a été définie aux étapes précédentes (une modélisation approchée permet de choisir un premier jeu de paramètre pour ce modèle) pour d’autres comme mesure, qui sont comparés aux résultats de la simulation du modèle avec les entrées choisies ; le calcul de l’erreur est (...)
Structures et expérimentations
Nous présentons ici quelques exemples significatifs des études récemment conduites dans ce domaine : alimentation de décharges glissantes : application de réformage d’hydrocarbures pour la production d’hydrogène contraintes : décharge en courant continu, sous conditions de flux de gaz ; il s’agit de permettre le contrôle du courant de décharge, avec une large bande passante, alors que les fluctuations de la longueur d’arc provoquent des variations importantes de la tension d’arc. source (...)
