Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : GEN1663  Gr. 01
Titre : Électronique de puissance
Session : Automne 2017  Horaire et local
Professeur : Taheri, Shamsodin
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Au terme de cette activité, l'étudiant(e) sera en mesure: d'analyser le fonctionnement et de modéliser le comportement des convertisseurs statiques.

Contenu

Introduction à l'électronique de puissance et à ses applications. Caractéristiques des composants réactifs (condensateurs, inductances) et semi-conducteurs de puissance (diodes, thyristors, MOSFET, IGBT, GTO). Étude des différents montages redresseurs à diodes avec et sans isolation galvanique. Conversion courant alternatif à courant alternatif: gradateurs monophasés et triphasés, commande des gradateurs. Conversion courant continu à courant continu: hacheur abaisseur, hacheur élévateur, hacheur abaisseur-élévateur. Conversion courant continu à courant alternatif: onduleurs monophasés et triphasés, lois de commande des onduleurs, calcul des harmoniques. Études des filtres de puissance. Analyse, modélisation et simulation, calcul et réalisation des montages redresseurs, hacheurs et onduleurs de puissance pour différentes applications industrielles.
2. Objectifs spécifiques du cours :
Le cours couvre 6 des 12 qualités requises des diplômés telles que définies dans les normes d'agrément des programmes de génie au Canada (http://www.engineerscanada.ca/fr/ressources-en-matiere-dagrement):

a. Qualité 1 : Connaissance en génie

b. Qualité 2 : Analyse de problèmes

c. Qualité 3 : Investigation

d. Qualité 4 : Conception

e. Qualité 5 : Utilisation d'outils d'ingénierie

f. Qualité 6 : Travail individuel et en équipe

Les qualités 4, 5 et 6 sont mesurées dans ce cours pour fins de rétroaction

Objectifs spécifiques Qualité Indicateurs Introduit Développé Utilisé
  • Concevoir des solutions dans le cadre d'un projet de conception qui répondent aux exigences.
4
3. Créer des modèles, simulations, prototypes, et faire des tests.
x
  • Démontrer sa capacité à utiliser des outils d'ingénierie, des ressources, des techniques généralement employés par un ingénieur et à les appliquer tout en comprenant les contraintes connexes.
5
2. Utiliser les outils, techniques de mesure, modèles ou simulations appropriés.
x
  • Travailler en équipe.
6
2. Contribuer équitablement au travail d'équipe.
x
3. Stratégies pédagogiques :
Les formules suivantes seront utilisées:
  1. Cours magistral (une période par semaine)
  2. Problèmes à solutionner se rattachant au cours.
  3. Séances de laboratoire. La présence lors de ces séances est obligatoire.
  4. Lecture personnelle.

Insertion du cours dans le programme :

  • Le cours est obligatoire dans le programme de génie électrique. Le cours GEN1153 - Électrotecnique est pré-requis.

Laboratoire :

  • Le laboratoire est sous la responsabilité de M. Antoine Shaneen :(antoine.shaneen@uqo.ca), 819 595-3900, poste 1863, Bureau B0180. Il sera disponible lors des séances prévues à l'horaire.
  • Une assistance technique sera assurée par un technicien du département (Abdelkrim Chebihi). Le technicien ne sera disponible que lors de la séance de laboratoire prévue à l'horaire.

Éthique et professionnalisme :

  • La démarche éthique en relation avec la pratique professionnelle conforme à la déontologie de L'Ordre des ingénieurs du Québec suppose l'acquis de valeurs qui se manifestent par une conduire professionnelle, ainsi que socialement et éthiquement responsable. L'exercice de ce sens de l'éthique et de ce professionnalisme vous est demandé au travers des consignes suivantes.

Incidence sur la santé et la sécurité :

  • La politique du département en matière de santé et sécurité s'applique.
  • Des notions de travail et de conception sécuritaire seront abordées lors de diverses séances du cours.
  • Les règlements spécifiques au fonctionnement des laboratoires seront abordés lors du premier laboratoire.

Absence aux travaux pratiques :

La présence aux travaux pratiques (TP) est obligatoire. À défaut de se présenter à la période convenue, la note zéro (0) sera accordée pour ledit TP. Dans un délai d'une semaine de la tenue du TP, l'étudiant peut, pour des motifs valables et sur présentation de pièces justificatives, demander une reprise du TP. Il doit se présenter au département et remplir le formulaire concerné. Il est du droit du département de refuser tout report de TP et, le cas échéant, toute demande de révision de note reliée à l'absence. En cas d'absence à plus d'une séance, la session toute entière sera compromise.

Un retard de plus de quinze (15) minutes est équivalent à une absence. Les étudiants en retard ne sont donc pas admis à leur séance de TP, car des instructions de sécurité importantes y sont données au début.

Cours magistraux :

La participation et les échanges en classe sont les bienvenus. Le respect va dans les deux (2) sens. Veuillez respecter vos collègues et vos professeurs en classe (ne pas être un élément perturbateur) et vous serez traité avec le même respect en retour. Prière de ne pas arriver en retard au cours et de ne pas quitter avant la fin du cours - si vous devez quitter avant la fin du cours, SVP en informer le professeur au début du cours et minimiser votre perturbation en occupant un siège près de la porte. Par ailleurs, dans l'intérêt de tous et pour créer un climat calme et propice à l'apprentissage, il est exigé de garder dans votre sac tous les objets TIC pouvant affecter l'attention des autres étudiants et celle du professeur. Ceci inclut l'ordinateur portable, le téléphone cellulaire (en mode fermé ou silencieux) et autres outils de communication (SMS, etc.), journaux et lecteurs MP3. Votre collaboration sera grandement appréciée par le professeur et les autres étudiants.En effet, l'utilisation des TIC dans la salle de classe ne peut se faire qu'à des fins pédagogiques. Les autres formes d'utilisation pouvant être potentiellement une source de distraction pour le professeur ou les autres étudiants.

Plagiat :

  • Les sanctions prévues à la politique institutionnelle sur le plagiat seront appliquées aux étudiants identifiés par le professeur ou chargé de cours.
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :
Sur rendez-vous par courriel (shamsodin.taheri@uqo.ca).
5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1    Chapitre 1 : Généralités sur l'électronique de puissance
  • Introduction à l'électronique de puissance et à ses applications
  • Divers types de convertisseurs
  • Semi-conducteurs de puissance
  • Protection des semi-conducteurs de puissance

Lire "Les exigences et consignes de sécurité durant les TP" et passer le quiz avant le TP1.

11 sept. 2017 
2    Chapitre 1 (suite) 18 sept. 2017 
3    Chapitre 2 : Redresseurs à diodes
  • Redresseur monophasé (simple alternance - double alternance)
  • Redresseur triphasé (montage en étoile - montage en pont)
25 sept. 2017 
4    Chapitre 2 (suite)

Travail pratique 1: Redresseur monophasé à diodes (4 octobre 2017)

02 oct. 2017 
5    Semaine d'études 09 oct. 2017 
6    Chapitre 3 : Redresseurs à thyristors
  • L'amorçage
  • Redresseur en pont monophasé
  • Redresseur en pont triphasé
  • Applications des redresseurs commandés
Travail pratique 2: Redresseur triphasé à diodes (18 octobre 2017)
16 oct. 2017 
7    Chapitre 3 (suite) 23 oct. 2017 
8    Examen de mi-session

Travail pratique 3: Thyristors de puissance (1 novembre 2017)

30 oct. 2017 
9    Chapitre 4 : Conversion courant continu à courant continu
  • Hacheur abaisseur
  • Hacheur élévateur
  • Hacheur abaisseur-élévateur
  • Modulation de largeur d'impulsion (PWM)
  • Convertisseur Cuk
06 nov. 2017 
10    Chapitre 4 (suite) 13 nov. 2017 
11    Chapitre 5 : Conversion courant continu à courant alternatif
  • Stratégie de commande des onduleurs
  • Onduleurs monophasés
  • Onduleurs triphasés
  • Onduleurs de tension multiniveaux
  • Harmoniques
20 nov. 2017 
12    Chapitre 5 (suite) 27 nov. 2017 
13    Chapitre 5 : Conversion courant alternatif à courant alternatif

Travail pratique 4: Onduleurs (06 décembre 2017)

04 déc. 2017 
14    Présentation orale du projet 11 déc. 2017 
15    Examen final 18 déc. 2017 
6. Évaluation du cours :
Outils d'évaluation Pondération Indicateurs évalués
Travaux pratiques (4 séances)
20 %
5.2 et 6.2
Projet
15 %
4.3 et 6.2
Examen de mi-session
30%
Examen final
35 %
  • Un projet de conception à effectuer en équipe de 2 ou 3 au cours de la session, sera soumis aux étudiants. Il sera à remettre à la fin de la session. Le travail se faisant par étapes, il sera effectuée en continu au fur et à mesure que les notions seront vues au cours de la session.
  • Tout appareil électronique personnel (cellulaires et autres outils de communication, lecteurs MP3...) est interdit pendant les examens et l'utilisation non autorisée d'un tel dispositif électronique sera considérée comme une fraude selon le terme de la procédure concernant les infractions relatives aux études et sanctions. Le professeur retire automatiquement l'examen à l'étudiant et ce dernier obtient la note zéro (0) pour cette évaluation.
  • La note de passage est fixée à 52 %.
  • Il faut obtenir une moyenne minimale de 52% au total des 2 examens pour que les notes des travaux pratiques et projet comptent dans le calcul de la note finale.
  • Il faut obtenir une moyenne minimale de 50 % aux travaux pratiques pour que les notes des travaux comptent. La présence aux travaux pratiques est obligatoire.
  • Aucun délai pour la remise des travaux pratiques et devoirs ne sera négociable (sauf force majeure) et une note de zéro (0) sera attribuée. Le rapport doit être remis via le site Moodle du cours.
Indicateurs Niveau 0 Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3
4.3 - Créer des modèles, simulations, prototypes, et faire des tests. Création de modèles, simulations, prototypes et/ou exécution de tests inadéquate ou inexistante. Création acceptable de modèles, simulations, prototypes, mais exécution de tests insuffisante. Création de modèles, simulations, prototypes et exécution de tests adéquats. Création de modèles, simulations, prototypes et exécution de tests remarquables.
5.2 - Utiliser les outils, techniques de mesure, modèles ou simulations appropriés. Utilisation inadéquate ou inexistante. Utilisation partielle. Utilisation adéquate. Utilisation remarquable
6.2 - Contribuer équitablement au travail d'équipe. Contribution inexistante ou controversée. Contribution minimale. Contribution équitable. Contribution exceptionnelle.
7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :
  1. L. Lasane, "Electronique de puissance Cours, études de cas et exercices corrigés", 2e édition, DUNOD, 2015.
  2. N. Mohan, T.M. Undeland, W.P. Robbin, "Power Elecronics: Concerters, Applications, and Design", Wiley, third edition, 2003.
  3. M.H. Rashid, "Power Electronics: Circuits Devices and Applications", Prentice Hall, 2004.
  4. N. Mohan, Power electronics, A First Course, Wiley, 2012.
  5. T.J. Maloney, "Modern Industrial Electronics", Prentice Hall, 2004.
9. Page Web du cours :
https://moodle.uqo.ca