Au cours du premier semestre de leur 5ème année, les étudiants ingénieurs en génie électrique par alternance réalisent un projet de recherche technologique. Thomas KAYSER et Clément REIG ont étudié et réalisé une alimentation AC/DC de 3kW à absorption sinusoïdale destinée à fournir la puissance nécessaire pour alimenter un banc de LED de 100 000 lumens. Ce banc de LED permettra de simuler le comportement du soleil et ainsi de faire varier l’intensité d’éclairement arrivant sur un panneau photovoltaïque afin de le tester et de tracer ses caractéristiques.
Schéma simplifié de l’alimentation
L’alimentation est alimentée par une prise secteur 230V 50Hz et fournit une tension de sortie continue de 150V. L’absorption sinusoïdale permet de limiter les harmoniques de courant générés par l’alimentation dans le réseau EDF. Ces harmoniques sont néfastes car ils entraînent des pertes Joule supplémentaires dans les câbles, ce qui se traduisent par une élévation de température et une augmentation de la valeur efficace du courant consommé pour une même puissance fournie. Par ailleurs, ils perturbent fortement les autres récepteurs branchés sur le réseau et dégradent la qualité de l’énergie électrique fournie par le réseau.
Image d’un courant déformé par des harmoniques
Ce projet pluridisciplinaire a débuté par une phase d’étude et de recherche bibliographique qui nous a permis d’établir une liste des différentes structures de convertisseurs existants et d’en comparer les performances.
La structure choisie a été étudiée et dimensionnée avec le logiciel PSIM, qui est un logiciel de simulation adapté à l’électrotechnique et l’électronique de puissance. Il permet de dimensionner les différents éléments du circuit de puissance, d’étudier son comportement et de déterminer les pertes.
La conception de la partie commande du convertisseur fait appel a des notions d’électronique (filtre passe-bas, MLI), de programmation (Arduino et microcontrôleur) et d’automatisme (régulation et asservissement) acquises tout au long de notre formation.
La réalisation de la carte électronique, permettant d’effectuer les tests du convertisseur, s’est faite à l’aide du logiciel de CAO Proteus qui permet de réaliser des PCB (printed circuit board) à partir des schémas électroniques et de l’empreinte des composants. Les cartes ont été imprimées par un technicien de l’INSA.
PCB de l’une des cartes du convertisseur
Après soudure des composants, nous commençons la phase de test afin de vérifier et de valider le bon fonctionnement du convertisseur.
Ce projet niveau ingénieur nous a permis de mettre en application toutes les connaissances acquises au cours de notre cursus de formation.
Crédits photographiques : Clément REIG et Thomas KAYSER