Un modèle numériquement efficace et précis pour la simulation en temps réel d'un transformateur à semi-conducteurs à l'aide de méthodes d'intégration implicites-explicites

Les modèles de transitoires électromagnétiques (EMT) des convertisseurs électroniques de puissance sont essentiels pour la conception, le contrôle et l’analyse des défauts de ces convertisseurs. Cet article propose un modèle équivalent détaillé basé sur la fonction de commutation (SFB-DEM) utilisant des méthodes d’intégration de Gear à plusieurs étapes, combinant les approches implicite et explicite (ImEx), pour une simulation EMT à la fois précise et numériquement efficace. Le modèle SFB-DEM proposé intègre les avantages des solveurs ImEx, notamment le découplage des circuits du convertisseur, la réduction du nombre de nœuds et une matrice de conductance (G) du réseau nodal constante dans le modèle EMT. Les modèles SFB-DEM utilisant les méthodes de Gear de 2e et 3e ordre ImEx (c’est-à-dire ImEx-G2O et ImEx-G3O) sont mis en œuvre pour la simulation de transformateurs à semi-conducteurs (SST). De plus, une technique d’interpolation de commutation est proposée et intégrée aux solveurs ImEx-G2O et ImEx-G3O afin de prendre en compte les événements de commutation intra-pas de temps. Les SFB-DEM proposés pour les SST accélèrent considérablement la simulation EMT par rapport au modèle détaillé (DM) classique et au DEM à matrice de conductance variable (G) (VG-DEM). Pour un SST comportant 60 SM, le modèle SFB-DEM proposé, associé à la méthode ImEx-G3O, permet d’accélérer la simulation EMT de 171 et 7,5 fois, respectivement, par rapport au DM et au VG-DEM.