Bilan Tests PFW Période Mars-Avril 2015 G.Le Godec – O.Michels & All… 10 April 2015.

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1 Bilan Tests PFW Période Mars-Avril 2015 G.Le Godec – O.Michels & All… 10 April 2015

2 2 Mesures du Ripple de courant  Mesures réalisées le 4 Mars 2015 sur PR.FW @57A  Le Ripple peak-peak est de 120mA environ @5kHz

3 3 Caractérisation fréquentielle des circuits PFW  Mesures réalisées le 2 Avril 2015 sur PR.FW  Le circuit électrique est plus complexe qu’un circuit inductif,  @5kHz, l’impédance est de 50Ω (34 dB).  Pour expliquer 120mApp @5kHz il faudrait donc mesurer un Ripple en tension de 0.12 * 50 = 6Vpp 5kHz – 34 dB

4 4 Topologie des convertisseurs PFW  Deux modules (A-B) assemblés en série,  Pilotage de chaque module (IGBT H bridge) à 5kHz avec un Phase Shift de 180º (interleaving) des commandes, A B

5 5 Topologie des convertisseurs PFW  Le Ripple en tension dominant est à 10kHz: l’avantage du phase shift est une annulation de la composante à 5kHz,  Les harmoniques que l’on doit retrouver dans la tension de sortie sont:  10kHz,  20 kHz,  30 kHz,  … Plus le rang de l’harmonique est élevé, plus il est filtré en sortie du convertisseur: un objectif de design est donc d’atténuer le premier harmonique (10kHz).  Cependant…Le Ripple en tension à 5kHz existe mais est toujours marginal par rapport au 10kHz: il est lié au dyssimétries naturelles des composants de puissance.

6 6 Mesure du Ripple de tension  Mesures réalisées le 8 Avril 2015 sur PR.FW  Sans compensation (entrée mesure déconnectée + coefficients à zéro)  POPS OFF,  Mesure réalisée avec sonde différentielle Haute tension P5205 o Note: l’atténuation de la sonde (/500) n’est pas favorable à une mesure de précision (recherche d’un Ripple en tension de 0.5% de la tension maximale du convertisseur), cependant son utilisation est jugée suffisament pertinente pour dégager une tendance.

7 7 Mesure du Ripple de tension  Test 1  Avec [I_loop + V_loop + Damping_loop] @50A  FFT de la composante AC de la tension de sortie  La composante @5kHz est dominante (confirmation par mesure temporelle:  3.6Vpp @5kHz),  L’ordre de grandeur recherché pour le Ripple (6V) est confirmé par la mesure,  La présence d’une composante AC aussi importante @5kHz est anormale,  La présence d’une composante @15kHz est anormale, Fréquence (Hz)Amplitude (Vrms) 50000.9 100000.54 150000.1 200000.16

8 8 Mesure du Ripple de tension  Test 2  Avec [V_loop + Damping_loop] @50A  FFT de la composante AC de la tension de sortie  La composante @10kHz est dominante (confirmation par mesure temporelle:  2.5Vpp @10kHz)  La composante @5kHz est diminuée d’un ordre de grandeur,  Le comportement du convertisseur est plus conforme aux attentes,  La composante @5kHz est introduite par la I_loop et n’est pas liée à des dyssimétries dans la Puissance, Fréquence (Hz)Amplitude (Vrms) 50000.1 100000.52 150000 200000.16

9 9 Mesure du Ripple de tension  Test 3  Avec [Damping_loop] @50A  FFT de la composante AC de la tension de sortie  Les résultats sont identiques au Test 2,  Aucune contribution de la V_loop à la composante 5kHz, Fréquence (Hz)Amplitude (Vrms) 50000.1 100000.52 150000 200000.16

10 10 Mesure du Ripple de tension  Test 4  En Open Loop @50A  FFT de la composante AC de la tension de sortie  Les résultats sont identiques au Test 2 et 3,  Aucune contribution de la Damping_loop à la composante 5kHz, Fréquence (Hz)Amplitude (Vrms) 50000.1 100000.52 150000 200000.16

11 11 Résumé  Le circuit électrique de PFW est bien plus complexe qu’un simple circuit résistif/inductif,  La composante @5kHz apparait quand le convertisseur fonctionne avec la Boucle de courant,  Pas de contribution des boucles V_loop, Damping_loop sur la composante 5 kHz,

12 12 Tests complémentaires  Utilisation d’un DCCT 200A externe au châssis GEREG+  Avec [I_loop + V_loop + Damping_loop] @50A  FFT de la composante AC de la tension de sortie  La composante @5kHz est plus faible (facteur  4) dans cette configuration malgré une intégration discutable,  Il existe vraisemblablement un problème d’intégration des Stacc 600A dans l’environnement GEREG+,  Cependant… Fréquence (Hz)Amplitude (Vrms) 50000.25 100000.5 150000.036 200000.14

13 13 Tests complémentaires  Cependant…il n’a pas été possible de corréler formellement pour toutes les configurations, le Ripple en tension et Ripple en courant:  Avec un Ripple dominant en tension @5kHz, le Ripple en courant est @5kHz, Mais  Avec un Ripple dominant @10kHz, le Ripple en courant demeure @5kHz…  L’amplitude des signaux à mesurer pour le courant est de 3- 4mV: il est probable que le set up de test utilisé n’était pas adapté à cette mesure,

14 14 Plan d’action  Comprendre d’abord le problème d’intégration du Stacc 600A dans l’environnement Gereg+,  Support Section EPC/HPM requis,  En fonction des résultats de l’analyse, un nouveau slot de test sera certainement nécessaire sur les PFW  Les propositions d’améliorations seront possibles lorsque ce premier point sera compris,