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Faculté des sciences et de génieDépartement de génie électrique et de génie informatique

PLAN DE COURS

GEL-4102 : Électronique de puissanceNRC 92508 | Automne 2017

Préalables : GEL 1799* ET GEL 2002 ET GEL 2003

Mode d'enseignement : Présentiel

Temps consacré : 3-3-3 Crédit(s) : 3

Les convertisseurs statiques du type redresseurs, onduleurs non autonomes, gradateurs, hacheurs et onduleurs autonomes sont étudiés au niveau des structures, des caractéristiques de fonctionnement, de la conception (dimensionnement, protection, commande et asservissements). Les applications au transport à courant continu très haute tension, à la commande électronique des machines électriques et aux diverses utilisations des convertisseurs statiques à la fréquence industrielle sont abordées. La technologie des diodes de puissance, des thyristors, des triacs et des transistors IGBT et GTO est traitée du point de vue utilisateur.

Plage horaire

Cours en classe

mardi 08h30 à 11h20 PLT-2548 Du 5 sept. 2017 au 15 déc. 2017

Laboratoire (83333)

jeudi 08h30 à 11h20 PLT-2128 Du 5 sept. 2017 au 15 déc. 2017

Il se peut que l'horaire du cours ait été modifié depuis la dernière synchronisation avec Capsule. Vérifier l'horaire dans Capsule

Site de courshttps://sitescours.monportail.ulaval.ca/ena/site/accueil?idSite=87241

Coordonnées et disponibilités Maxim Bergeron

Chargé de coursmaxim.bergeron.1@ulaval.ca

Disponibilitésmardi : 08h30 à 11h30 - - du 4 sept. 2017 au 19 déc. 2017 plt-2548jeudi : 08h30 à 11h30 - - du 4 sept. 2017 au 19 déc. 2017plt-2128

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Soutien techniquePour recevoir du soutien technique relatif à l'utilisation de monPortail, contactez :Comptoir LiberT (FSG)Pavillon Adrien-Pouliot, Local 3709aide@fsg.ulaval.ca418-656-2131 poste 4651 

Session d'automne et hiver

Lundi 08h00 à 18h45

Mardi 08h00 à 18h45

Mercredi 08h00 à 18h45

Jeudi 08h00 à 18h45

Vendredi 08h00 à 16h45

Session d'été

Lundi 08h00 à 16h00

Mardi 08h00 à 16h00

Mercredi 08h00 à 16h00

Jeudi 08h00 à 16h00

Vendredi 08h00 à 16h45

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Description du cours .......................................................................................................................... 4Lien avec le programme ..................................................................................................................................................................................................... 4

Objectifs ................................................................................................................................................................................................................................. 4

Contenu du cours ................................................................................................................................................................................................................ 4

Évaluations et résultats ..................................................................................................................... 4Échelle des cotes .................................................................................................................................................................................................................. 4

Modalités d'évaluation ....................................................................................................................................................................................................... 5

Informations détaillées sur les évaluations sommatives ............................................................................................................................................ 5Examen mi-session ....................................................................................................................................................................................................... 5Examen final ................................................................................................................................................................................................................... 5Contrôles laboratoires ................................................................................................................................................................................................. 5Examen de laboratoire ................................................................................................................................................................................................ 6

Modalités sur les laboratoires ........................................................................................................................................................................................... 6

Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques ..................................................................................................................................................... 6

Politique sur le plagiat et la fraude académique .......................................................................................................................................................... 6

Étudiants ayant un handicap, un trouble d’apprentissage ou un trouble mental ................................................................................................ 7

Matériel didactique ............................................................................................................................ 7Matériel obligatoire ............................................................................................................................................................................................................. 7

Matériel complémentaire ................................................................................................................................................................................................... 7

Médiagraphie et annexes ................................................................................................................... 7Bibliographie ......................................................................................................................................................................................................................... 7

Logiciels ................................................................................................................................................................................................................................. 7

Sommaire

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Lien avec le programme

Ce cours participe à la poursuite des objectifs suivants :

Connaître les technologies pertinentes aux divers champs d'application du génie électrique;Acquérir une dextérité de base dans la manipulation d'appareils et l'assemblage de dispositifs et être capable d'encadrer le personnel technique qui en a la charge;Connaître les technologies pertinentes aux divers champs d'application du génie électrique;Acquérir une dextérité de base dans la manipulation d'appareils et l'assemblage de dispositifs et être capable d'encadrer le personnel technique qui en a la charge;

Objectifs

À la fin de ce cours, l'étudiant devra être en mesure de :

Analyser le fonctionnement des principales structures de convertisseurs.Modéliser, dimensionner et réaliser les principales structures de convertisseurs.Mettre en oeuvre de façon appropriée les principaux composants de puissance

Contenu du cours

Introduction à l'électronique de puissance (3h). Les différents types de convertisseurs statiques d'énergie et d'interrupteurs électroniques. Exemples d'application Les diodes de puissance, les thyristors et les triacs (3h); Principales caractéristiques et utilisation des données techniques, méthode de commande rapprochée, estimation des pertes et modèle thermique simplifié. Les redresseurs monophasés et polyphasés (9h); Méthode d'analyse du fonctionnement séquence par séquence, évolution des signaux et tracé des formes d'ondes, estimation d'un modèle continu équivalent, dimensionnement des redresseurs, exemples d'application Les onduleurs non autonomes ou commutateurs de courant (pont de Graetz à thyristors) (3h); Analyse du fonctionnement, formes d'onde, prise en compte d'une commutation du courant non instantanée, protections d'un onduleur, exemples d'application. Les cycloconvertisseurs (1h); Structure et principe de fonctionnement, exemples d'applicationLes gradateurs (2h) ; Principe de fonctionnement en train d'onde, principe de fonctionnement à réglage de phase, analyse séquence par séquence et évolution des signaux, dimensionnement, exemples d'application.Les transistors bipolaire, Mosfet, IGBT (3h); Principales caractéristiques et utilisation des données techniques, la sélection d'un composant, sa commande rapprochée, estimation des pertes lors d'un fonctionnement avec modulation de largeur d'impulsion. Les hacheurs non isolés (6h); Analyse du fonctionnement des montages dévolteurs (buck), survolteur (boost) et dévolteur-survolteur (buck-boost), dimensionnement, exemples d'application. Les hacheurs isolés (Alimentations à découpage) (6h); Principe d'une alimentation isolée, étude des montages flyback, forward, en pont asymétrique, en demi pont et en pont complet, dimensionnement, analyse de schémas électroniques (exemples d'application), identification des fonctions des groupes de composants (commande, capteurs, filtres, snubbers, circuits d'aide à la commutation, etc..).Les hacheurs réversibles et introduction aux montages onduleurs-redresseurs à modulation (3h); Principe et analyse de fonctionnement. Méthodes de commande par hystérésis ou à fréquence fixe, exemples d'application.

Échelle des cotes

Cote % minimum % maximum

A+ 90 100

Cote % minimum % maximum

C+ 62 65,99

Description du cours

Évaluations et résultats

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A 85 89,99

A- 80 84,99

B+ 75 79,99

B 70 74,99

B- 66 69,99

C 59 61,99

C- 56 58,99

D+ 53 55,99

D 50 52,99

E 0 49,99

Pour la version graduée du cours, la note de passage est C (59%).

Modalités d'évaluation

Titre Date Mode de travail Pondération

Examen mi-session Le 24 oct. 2017 de 08h30 à 10h30

Individuel 30 %

Examen final Le 12 déc. 2017 de 08h30 à 10h30

Individuel 30 %

Contrôles laboratoires À déterminer En équipe 20 %

Examen de laboratoire Dû le 14 déc. 2017 à 08h30 Individuel 20 %

Titre Date Mode de travail

Cette liste ne contient aucun élément.

Informations détaillées sur les évaluations sommatives

Examen mi-sessionDate et lieu : Le 24 oct. 2017 de 08h30 à 10h30 , PLT-2341

Mode de travail : Individuel

Pondération : 30 %

Remise de l'évaluation : Examen écrit

Matériel autorisé : Feuille manuscrite recto-verso

Examen finalDate et lieu : Le 12 déc. 2017 de 08h30 à 10h30 , PLT-2508

Mode de travail : Individuel

Pondération : 30 %

Remise de l'évaluation : Examen écrit

Matériel autorisé : Feuille manuscrite recto-verso

Sommatives

Formatives

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i.

ii. iii.

iv.

Contrôles laboratoiresDate de remise : À déterminer

Un contrôle va être effectué sur chaque laboratoire pendant le laboratoire suivant. L'équipe doit présenter les résultats du laboratoire précédent et répondre à quelques questions quiz remises au début du laboratoire.

Mode de travail : En équipe

Pondération : 20 %

Remise de l'évaluation : Remise papier des résultats du laboratoire précédent et réponse papier au quiz.

Les étudiants doivent expliquer verbalement leurs résultats et réponses au quiz.

Examen de laboratoireDate de remise : 14 déc. 2017 à 08h30

Mode de travail : Individuel

Pondération : 20 %

Remise de l'évaluation : Réalisation laboratoire

Chaque étudiant a une heure pour effectuer les réalisations demandées.

Modalités sur les laboratoires

Règlement sur la sécurité dans les laboratoires du Département de génie électrique et de génie informatique et formation sur les dangers de l'électricité

La formation sur les dangers de l'électricité (GEL-1799) est offerte aux étudiants à chaque début de session.  Elle est obligatoire pour certains cours, et doit être suivie au plus tard au début de la session d'un cours qui la requiert. 

Les étudiants qui n'auront pas suivi cette formation se verront refuser l'accès aux laboratoires.

Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques

La politique sur l'utilisation d'appareils électroniques de la Faculté des sciences et de génie peut être consultée à l'adresse : http://www..fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Calculatrices-autorisees-FSG.pdf

Politique sur le plagiat et la fraude académique

Règles disciplinaires

Tout étudiant qui commet une infraction au Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'Université Laval dans le cadre du présent cours, notamment en matière de plagiat, est passible des sanctions qui sont prévues dans ce règlement. Il est très important pour tout étudiant de prendre connaissance des articles 23 à 46 du Règlement disciplinaire. Celui-ci peut être consulté à l'adresse suivante:

http://www2.ulaval.ca/fileadmin/Secretaire_general/Reglements/Reglement_disciplinaire.pdf

Plagiat

Tout étudiant est tenu de respecter les règles relatives au plagiat. Constitue notamment du plagiat le fait de:

copier textuellement un ou plusieurs passages provenant d'un ouvrage sous format papier ou électronique sans mettre ces passages entre guillemets et sans en mentionner la source;résumer l'idée originale d'un auteur en l'exprimant dans ses propres mots (paraphraser) sans en mentionner la source;traduire partiellement ou totalement un texte sans en mentionner la provenance;

remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant);

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iv. v.

remettre un travail copié d'un autre étudiant (avec ou sans l'accord de cet autre étudiant);remettre un travail téléchargé d'un site d'achat ou d'échange de travaux scolaires.

L'Université Laval étant abonnée à un service de détection de plagiat, il est possible que l'enseignant soumette vos travaux pour analyse.

Étudiants ayant un handicap, un trouble d’apprentissage ou un trouble mental

Les étudiants qui ont une lettre d'Attestation d'accommodations scolaires obtenue auprès d'un conseiller du secteur Accueil et soutien doivent impérativement se conformer à la politique d'Accommodations scolaires aux aux étudiants en situation de handicap (ACSESH)

examens de la Faculté des sciences et de génie qui peut être consultée à l'adresse : http://www.fsg.ulaval.ca/fileadmin/fsg/documents/PDF/Politique-Facultaire-Accommodements.pdf

Matériel obligatoire

Il n'y a pas de matériel obligatoire. 

Matériel complémentaire

POWER ELECTRONICS HANDBOOK DEVICES, CIRCUITS, AND APPLICATIONS  ( 3e édition )

Rashid M.H. Auteur : Elsevier ( 2011 ) Éditeur :

9780123820ISBN :

Power Electronics: Converters, Applications, and Design  ( 3e édition )

Mohan Ned Auteur : Wiley ( 2002 ) Éditeur :

9780471226ISBN :

Bibliographie

Les ouvrages de référence sont donnés dans les powerpoint du cours. En plus des deux livres de référence, les Techniques de l'Ingénieur sont utilisés. 

Logiciels

Matlab et Simulink sont utilisés dans le cours. 

Matériel didactique

Médiagraphie et annexes