Systèmes de formation pour l‘électronique de puissance

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Systèmes de formation pour
l‘électronique de puissance

La technologie clé pour les entraînements électriques –
Apprentissage multimédia, expérimentation,
programmation et recherche

Connexion à Matlab® / Simulink®
via USB et LN-Toolbox

Technique d‘entraînement

L‘électronique de puissance facile

Rôle clé de l‘électronique de puissance

Des outils de développement et d‘analyse modernes pour la technique d‘entraînement électrique

Dans le cadre du tournant énergétique, l‘électronique de puis-
sance joue un rôle clé comme technologie interdisciplinaire. Les
entraînements commandés par la fréquence ouvrent la porte à
des potentiels d‘économie considérables. Le tournant est encore
plus marquant dans la technique automobile, car à l‘avenir, les
véhicules électriques seront toujours plus présents sur nos routes.

L‘emploi de l‘électronique de puissance doit être préparé et
réalisé avec compétence, les potentiels risquent sinon de ne pas
être identifiés ou les économies escomptées de ne pas se produire
faute de paramétrages corrects.

L‘industrie exige toujours plus de savoir-faire de la part des
électroniciens, des techniciens et des ingénieurs – des connais-
sances qui les rendent aptes à identifier les potentiels, à assurer
les planifications, à manipuler, à brancher et à paramétrer avec
compétence les appareils de l‘électronique de puissance. Un
apprentissage pratique orienté projet est donc indispensable, de
la formation professionnelle jusqu‘au niveau d‘ingénieur.

Pour maîtriser le tournant technologique, l‘industrie recherche
des ingénieurs hautement qualifiés qui, en plus de leur com-
pétence technique, connaissent et sachent appliquer des outils
innovants et efficaces. Standard pour les calculs et simulations
techniques et scientifiques, le langage de programmation Matlab® /
Simulink® s‘est établi dans le monde entier.

Le langage de programmation évolué et l‘environnement inter-
actif pour les calculs numériques, la visualisation et la program-
mation permettent des cycles de développement particulière-
ment rapides dans le domaine des entraînements régulés qui, en
raison de la forte demande en mobilité électrique, connaissent
des besoins sans cesse croissants.

La manipulation de ces outils est complexe et doit être ensei-
gnée et acquise dans la pratique notamment en interaction avec
des bancs d‘essai et du « hardware in the loop ». Les établis-
sements d‘enseignement supérieur du monde entier portent
la lourde responsabilité de former les futurs ingénieurs en leur
transmettant les compétences exigées par l‘industrie.

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Lucas-Nülle

Comprendre et se familiariser avec les bases de l‘électronique de puissance et de la technique d‘entraînement

Technique d‘entraînement

Grâce au système de formation modulaire d‘apprentissage mixte
sur l‘électronique de puissance et la technique d‘entraînement,
l‘apprentissage et l‘expérimentation deviennent très simples et ef-
ficaces. Différents équipements de base et d‘extension permettent
de réaliser des essais approfondis et exigeants et de transmettre
efficacement les connaissances et la compétence en action. Du
transistor utilisé comme interrupteur aux procédés de modulation,
en passant par les entraînements régulés à courant continu ou
triphasé – des instructions interactives (ILA) sont disponibles sur
tous les thèmes. Des animations expliquent clairement la théorie
complexe. Grâce aux instructions pertinentes et aux instruments
à sécurité intrinsèque, l‘expérimentation dans une formation
orientée projet devient un jeu d‘enfant. Intégrés au cours, les
instruments virtuels visualisent les valeurs de mesure réelles ou
commandent l‘inverseur.

L‘unité de commande de votre entraînement peut être program-
mée librement via l‘interface de programmation. Grâce à la LN-
Toolbox, des entraînements complexes peuvent être simulés en
peu de temps sous Matlab® / Simulink® et l‘unité de commande
programmée ensuite avec un code généré automatiquement.
Sous charge variable, le système peut subir des analyses
complexes à l‘aide d‘outils étendus. Matlab® / Simulink® est
déjà utilisé dans des centres de formation du monde entier. Le
système de formation en électronique de puissance permet dé-
sormais une approche globale pour la formation des ingénieurs
dans le domaine de l‘électronique de puissance et la technique
d‘entraînement.

Vos avantages

• Système compact, simple à manipuler et à sécurité intrinsèque
• Mesure intégrée et représentation dans le temps des grandeurs électriques
• Extension en systèmes d‘entraînement complets avec des machines électriques de 300 W et 1 kW

Transformer le système de formation en système de prototypage rapide programmable pour la technique d‘entraînement

Vos avantages

• Système de prototypage rapide pour l‘électronique de puissance
• Les outils spéciaux Matlab® / Simulink® facilitent l‘accès logiciel
• Visualisation des données en temps réel
• La simulation et la génération de code pour le matériel utilisent le même modèle Matlab®

Lucas-Nülle

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Technique d‘entraînement

Les composants

Transformateur de séparation à courant triphasé

Unité de commande « Convertisseurs à
commutation automatique »

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Le transformateur de séparation sert à
l‘alimentation pour tous les essais réalisés en
électronique de puissance et offre, grâce à la
séparation galvanique, une protection optimale
pendant l‘expérimentation.

• Tension de sortie :

3x 94 V avec prise centrale 47 V

• Puissance : 300 VA / 1000 VA pour le service

avec des machines de 300 W / 1 kW

• Protection thermomagnétique contre les

surcharges

Machines d‘entraînement

Toutes les machines de 300 W et 1 kW peuvent être raccordées à l‘électronique
de puissance. Les entraînements suivants peuvent être réalisés :

• Entraînements à courant continu régulés

• Entraînements d‘inverseurs de fréquence avec moteur asynchrone

• Entraînements à commutation électronique

• Entraînements à servomoteur synchrone

Le banc d‘essai de machines à servocommande permet une étude et une
optimisation confortables des entraînements.

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1 Plage de tension d‘entrée 47 – 3x 230 V

2 Filtre d‘entrée intégré

3 Chopper de freinage intégré avec puissante résistance de 300 W

4 Unité d‘activation et de mesure commandée par DSP, mesure

intégrée de 6 tensions et 3 courants, afficheur pour les états de
service

5 Commande intuitive par roue de sélection et boutons poussoirs

6 Interface de bus CAN pour la réalisation de systèmes

d‘entraînement en réseau

Lucas-Nülle

Technique d‘entraînement

Unité de charge intelligente

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La charge universelle convient à toutes les expéri-
ences sur l‘électronique de puissance.

• Charge ohmique, 600 ohms, 3 x 100 W

• Charge inductive, 3 x 0,2 H, 0,5 A,

• LED pour l‘affichage du sens du courant et de

l‘intensité

• Protection autoréarmable

7 Entrée analogique + / – 10V

8 Entrée séparée galvaniquement pour capteur incrémentiel avec

une résolution de 1024 inc/tr

9 Connexion PC via port USB séparé galvaniquement

10 IGBT sextuple avec affichage des états de commutation

11 Filtre de sortie pour améliorer le comportement CEM

12 Le courant de sortie élevé de max. 10 A permet l‘exploitation

de machines de 300 W et 1 kW

13 Interface de programmation pour l‘exploitation d‘applications

réalisées sous Matlab®

Lucas-Nülle

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Technique d‘entraînement

Circuits convertisseurs
à commutation automatique

Système de formation

La généralisation des appareils électroniques de puissance exige de la part des électroniciens et des ingénieurs des connaissances fon-
dées qui vous permettent, en tant qu‘utilisateurs, de manipuler ces appareils avec compétence tout en ménageant les ressources ou
d‘approfondir le sujet dans le cadre de la recherche et du développement.

C‘est pourquoi les convertisseurs constituent une composante élémentaire dans les programmes d‘études des électroniciens et des étudiants
en électrotechnique. Dans le système de formation « Convertisseurs à commutation automatique », des essais pratiques exigeants orientés
projets en communiquent les bases. Les circuits, la modulation, la génération de champs tournants constituent les thèmes centraux qui,
par la théorie et notamment les animations, deviennent plus compréhensibles et préparent rapidement au niveau de compétence suivant.

Système de formation « Convertisseurs à commutation automatique avec charge R-L passive »

Objectifs didactiques

• Modulation de largeur d‘impulsions

• Gradateur de courant continu en mode à 1 et 4 quadrants

• Gradateur de courant alternatif

• Charge ohmique et inductive

• Circuit de protection, circuit intermédiaire, roue libre

• Caractéristiques de commande et diagrammes d‘exploitation

• Points de support, fréquence d‘impulsion, ondulation

• Analyse de fréquence et observation des harmoniques

• Convertisseur de courant triphasé avec commutation de bloc et sinusoïdale et modulation de l‘indicateur spatial

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EPE 40 Circuits convertisseurs à commutation automatique
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Technique d‘entraînement

Environnement didactique interactif

Comment fonctionnent les différents pro-
cédés de commande de l‘électronique de
puissance moderne ?

Découvrez les différents procédés de com-
mande de l‘électronique de puissance moderne.
Déterminez le comportement avec différentes
charges et fréquences d‘horloge. Etudiez les
différents procédés de commande. Analysez
les signaux dans la plage de temps et de fré-
quence.

Le cours ILA vous permet de réaliser les essais
pas à pas.

Séquence de commutation des semiconducteurs de puissance en cas de commutation en bloc dans le
cours ILA « Convertisseurs à commutation automatique »

Quels sont les effets des différents pro-
cédés de commande ?

Essayez différentes charges avec différents pro-
cédés de commande et fréquences d‘horloge.
Analysez les courbes des signaux et le compor-
tement dans la plage de fréquence. Les instru-
ments virtuels adaptés permettent différents
modes de service ainsi que l‘enregistrement des
signaux de mesure. Les valeurs de mesure sont
copiées dans le cours ILA par « drag & drop ».

Analyse des harmoniques en commutation en bloc

EPE 40 Circuits convertisseurs à commutation automatique
Lucas-Nülle

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Technique d‘entraînement

Entraînements d‘inverseurs de fréquence

Système de formation

Les inverseurs de fréquence modernes transforment tout moteur standard quelconque à courant triphasé en un entraînement à
vitesse réglable. La robustesse et la diffusion du moteur standard à courant triphasé ont apporté une large contribution au grand
succès de la technologique électronique des entraînements avec les inverseurs de fréquence. De nos jours, on trouve des inverseurs
de fréquence dans une multitude d‘applications, telles dans les machines pour l‘industrie textile, les machines d‘emballage, les
engins de levage et même dans les machines à laver. L‘interaction entre l‘électronique de puissance et le moteur peut être étudiée à
l‘aide du système de formation « Entraînements d‘inverseurs de fréquence ».

Système de formation « Entraînements d‘inverseurs de fréquence avec banc d‘essai de machines à servocommande »

Objectifs didactiques

• Distinction des différents types d‘inverseurs

• Structure d‘un inverseur de fréquence moderne

• Circuit intermédiaire

• Chopper de freinage

• Réglage de régime, rampes de régime

• Processus d‘optimisation

• Analyse du rapport entre tension et fréquence

• Procédé de commande (caractéristique U / f, caractéristique U / f2, commande vectorielle)

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EPE 41 Entraînements d‘inverseurs de fréquence
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