Spécialisation entraînements électriques - Certificat IFP Training

Programme

• PROGRAMME ASYNCHRONE À SUIVRE AVANT DE DÉMARRER LE PARCOURS : RÉVISIONS SUR LES FONDAMENTAUX DE L’ÉLECTRICITÉ.

• MODULE 1 : INTRODUCTION A L’ELECTROTECHNIQUE - Durée : 5 Jours

  • Cours expérimental. Mesures et grandeurs électriques, circuits électriques DC, Initiation aux circuits électriques AC. Fondamentaux de l'électromagnétisme, application sur moyens physiques : interaction entre 2 champs magnétiques pour obtenir un couple ou une force dans le cas des machines à courant continu. Introduction à l’électronique. Commutation des diodes et transistors IGBT et MOSFET, composants passifs : caractéristiques des inductances, transformateurs et des capacités. Travaux pratiques tout au long de ce module.

• MODULE 2 : FONDAMENTAUX DE L’ELECTROTECHNIQUE - Durée : 5 Jours

  • Fondamentaux : forces magnétiques, induction électromagnétique, impédances, calculs des tensions, des courants et des puissances ; pertes, rendement, dimensions des machines électriques ; transformateurs réels et idéaux et monophasés et triphasés.
  • Moteurs et génératrices à courant continu, moteur et génératrice synchrone, moteur et génératrice asynchrone : principe de fonctionnement, circuit électrique équivalent, règles de dimensionnement. Méthodologie de conception. Exemples d’application sur véhicule. Contraintes d’implantation et conception. Process de fabrication, aspects industriel et économique.
  • Refroidissement : technologies de refroidissement, dimensionnement des circuits de refroidissement, calcul des pertes thermiques des machines électriques.
  • Circuits d’électronique de puissance de commande des moteurs et des génératrices : hacheurs, onduleurs, redresseurs ; technologies, fonctionnement et dimensionnement ; compatibilité électromagnétique ; caractéristiques de puissance, contraintes d’implantation, aspects thermiques et vibratoires ; process de fabrication, aspects industriel et économique ; exemples d’application sur véhicule.
  • Exercices de conception, de modélisation et simulation des entraînements électriques à l’aide des logiciels Scilab & FEMM.
  • Exercice de dimensionnement des circuits de refroidissement des entraînements électriques et de l’électronique de puissance.
  • Étude de cas du choix d’une architecture système répondant à un cahier des charges d’entraînement électrique automobile.

• MODULE 3 : FONDAMENTAUX MACHINES ELECTRIQUES - Durée : 5 Jours

  • Comment le flux se développe-t-il au départ du stator ? Comment un moteur a induction développe-t-il le couple mécanique ? À quoi ressemblent les courants pris par le moteur asynchrone à partir de la source de tension alternative d'alimentation ?
  • Exercice sur le comportement d’un moteur asynchrone.
  • Comment définissons-nous le vecteur spatial des courants dans les bobinages du stator ? Comment mesurer le vecteur courant du stator ? Comment représenter un vecteur spatial dans un référentiel tournant ? Comment obtenir le modèle dynamique du moteur à induction ?
  • Quels sont les principes fondamentaux de la commande vectorielle d'un moteur asynchrone ? Comment fonctionne la commande vectorielle directe du moteur synchrone ?
  • Dans un moteur synchrone, comment le flux est-il développé à partir du courant d’excitation injecté dans le bobinage du rotor ?
  • Comment les courants du stator et du rotor interagissent-ils ?
  • Comment le moteur synchone développe-t-il du couple mécanique ? Comment prendre en compte la saturation du circuit magnétique et les inductances de fuite ?

• MODULE 4 : CONCEPTION DES MACHINES ELECTRIQUES - Durée : 5 Jours

  • Dimensionnement thermique d’une machine électrique.
  • Dimensionnement magnétique des machines électriques ; modélisation et simulation magnétique d’une machine synchrone.
  • Contraintes d’intégration dans la conception d’une machine synchrone.
  • Conception du bobinage d’une machine synchrone.
  • Process des composants des machines électriques.
  • Approche système & contraintes dans la conception d’une machine synchrone.
  • Méthodologie de conception des machines électriques.
  • Projet de conception d’une machine électrique synchrone.

• MODULE 5 : FONDAMENTAUX EN ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE - Durée : 5 Jours

  • Principe du découpage.
  • Cellule de commutation. Mécanismes des commutations.
  • Technologies adaptées.
  • Schémas de base pour la conversion DC-DC. Circuits d’électronique de puissance de conversion d’énergie de base : technologies, fonctionnement des chargeurs et des convertisseurs continu-continu d’énergie.
  • Comparaison des schémas.
  • Modes de fonctionnement.
  • Intérêt et implantation d'un transformateur dans les convertisseurs.
  • Méthode d'analyse des convertisseurs avec transformateurs.
  • Exemple de convertisseurs continu-continu avec transformateur.
  • Moyens pour obtenir des commutations douces.
  • Notion de base des circuits électroniques : lois des nœuds, lois de Kirchhoff, lois d’Ohm, théorème de Thévenin et de Norton.
  • Calcul d’impédance et fonctionnement des circuits de base d’électronique de puissance : circuits RL, RC, RLC, calcul des courants et des tensions.
  • Composants de puissance actifs et passifs : principes, fonctionnements, principales caractéristiques des diodes, des transistors, des inductances et des capacités. Fonctionnement d’une cellule de commutation de base. Commande des transistors.
  • Refroidissement des composants de puissance (technologies, fonctionnement et dimensionnement) ; calcul des pertes par conduction et par commutation des électroniques de puissance.
  • Mesures et grandeurs électriques en électronique de puissance.
  • Compatibilité électromagnétique.
  • Travaux pratiques et travaux dirigés de modélisation & simulation.

• MODULE 6 : FONDAMENTAUX DES LOIS DE COMMANDE DES ENTRAÎNEMENTS ÉLECTRIQUES DE TRACTION AUTOMOBILE - Durée : 5 Jours

  • Notions système fondamentales de contrôle des machines électriques dans un véhicule électrique ou hybride. Enjeux du contrôle en couple et en vitesse des moteurs électriques. Contrôle en courant et en tensions des machines électriques.
  • Notions fondamentales sur le couple des machines électriques.
  • Rappel sur la modélisation et la simulation de machines électriques à partir de circuits équivalents. Contrôle vectoriel. Équations de Park. Réalisation et théorie de la modulation de largeur d’impulsion (MLI). Commande du flux et du couple des machines synchrones et asynchrones. Commande par glissement des machines asynchrones.
  • Modélisation et simulation de leurs commandes :
  • Modélisation et simulation du contrôle d’une machine à courant continu. Analyse des caractéristiques d’une machine réelle. Création et calibration d’un modèle dynamique. Conception, modélisation et simulation du contrôle en couple des machines à courant continu par un hacheur.
  • Modélisation et simulation du contrôle d’une machine asynchrone. Analyse des caractéristiques d’une machine réelle. Création et calibration d’un modèle dynamique. Modélisation et simulation du contrôle en couple de la machine par la vitesse de glissement d’un onduleur triphasé.
  • Modélisation et simulation du contrôle d’une machine synchrone. Analyse des caractéristiques d’une machine réelle. Création et calibration d’un modèle dynamique. Modélisation et simulation du contrôle en couple de la machine par contrôle vectoriel ou flux orientés (mise en œuvre des équations de Park) d’un onduleur triphasé.
  • Applications :
  • Conception des modèles des lois de commande des entraînements électriques.
  • Modélisation et simulation complète des lois de commande des entraînements électriques incluant les machines électriques et électronique de puissance.

• MODULE 7 : FONDAMENTAUX STOCKAGE D’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE - Durée : 5 Jours

  • TP découverte électrochimie
  • Les accumulateurs lithium-ion.
  • Mécanismes et principe de fonctionnement. Constitution. Les matériaux d’électrode. L’électrolyte. Les séparateurs. Évolutions – Vers une rupture technologique ?
  • Les accumulateurs au lithium en développement.
  • Les accumulateurs au lithium tout solide.
  • Les accumulateurs lithium-soufre.
  • Les accumulateurs lithium-air.
  • Fabrication, design et intégration des accumulateurs li-ion.
  • Formats et packaging.
  • La fabrication des cellules.
  • L’intégration en pack – Quelques exemples.
  • Vieillissement, sécurité et contrôle des accumulateurs li-ion.
  • Le vieillissement des accumulateurs lithium-ion.
  • La sécurité des accumulateurs lithium-ion.
  • Le management des batteries lithium-ion – BMS.
  • La caractérisation des accumulateurs li-ion.
  • Tests électriques et moyens d'essais.
  • Les mesures post-mortem.
  • L'étude du vieillissement.
  • Les tests abusifs.
  • Marché, ressources, recyclage et seconde vie.
  • ACV Analyse Cycle de Vie. Travaux pratiques.