Transcript Suivi du projet

Projet P21 – Groupe NC03
Année 2004-2005
Convertisseurs
hautes
performances
Coordinateur: Mr BONGIRAUD
Maître d’ouvrage: Mr CHAZAL
1
Remerciements

Mr. CHAZAL,

Mr. BONGIRAUD,

Et toute l’équipe du LEG.
2
Présentation de l’équipe
Groupe composé de :
Jaouad BEN AISSA
Julien BŒUF
Gaëtan CANIVET
Hédi KHARRAT
Benoît LENOTTE
François ORLIAC
Stéphane PASQUALE
Philippe PELLETIER
Philippe FRANCESCHINI
(Chef de projet)
3
Présentation du projet


Contexte
 Gestion et traitement de l’énergie imposent
omniprésence de l’électronique de puissance.
 Contraintes sur les convertisseurs.
 Modularité de la puissance à fournir, donc idée
d’associations de convertisseurs unitaires
Objectif
 Réalisation de convertisseurs de très hautes
performances pouvant être associés
4
Gestion de projet
5
Pourquoi une gestion de projet?



Condition sine qua non d’un projet
Notion nouvelle pour presque tous les
membres du groupe
Nécessité d’implication
6
Lancement du projet

Définition du cahier des charges
Point de départ d’une gestion de projet est
l’établissement d’un cahier des charges.
 Défini lors de la première réunion avec le
maître d’ouvrage
 A évolué en cours de projet en fonction de
nos investigations
 Présenté dans la partie technique

7
Lancement du projet

Établissement du planning
Réalisé sous MS Project
 Identification des tâches à réaliser
 Affectation de ces tâches aux différents
membres du groupe en fonction des
compétences

8
Déroulement du projet


Durée du projet : 14 semaines.
Importance de la communication
au sein du groupe, et également
d’effectuer un suivi de projet.
9
Outil PhProjekt



Mis a disposition par l’ENSIEG
Permet d’échanger des fichiers
Utilisation
 Débuts difficiles puis bonne
utilisation
 Comprend tous les documents
de gestion de projet
10
Suivi du projet

Comptes rendus de réunion
 Réunions
hebdomadaires
 Comptes rendus écrits par
l’ensemble de l’équipe en
collaboration avec le chef de
projet
 Distribués à l’équipe en fin de
réunion
11
Suivi du projet

Mise à jour du planning
 Réalisée par le chef de projet
hebdomadairement
 Commentaire du planning final
12
13
Suivi du projet

Tableau de bord
 Par le choix d’indicateurs
judicieux permet d’obtenir d’un
simple coup d’œil les points forts
et faibles du projet.
 Informations récoltées lors des
réunions
 Commentaire du tableau de
bord final
14
Tableau de bord final
ENSIEG
Projets collectifs 2A 2004/2005
PROJET:
Tableau de bord
Référence du projet : P21
Date de modification: 25/05/05
Convertisseur Hautes Performances
S1 S2 S3 S4 S5 S6
Indicateurs
Nombre d'heures de travail des
36 36 36 36 45 45
étudiants
Nombre d'heures passées avec
2 1 2 4 4 6
le maître d'ouvrage
Nombre d'heures passées avec
0 0 0 0,5 0 0,5
d'autres encadrants
S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
Moyenne
Cible Moyenne
Cumul
Cible Cumul
45 36 36 36
36
54
54 54
41,79
36
585,00
504
3
2
2
2
2
2
4
4
2,86
2
40,00
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0,07
0,5
1,00
7
2
2
2,5 2,5
3
3
3
2,57
2,5
/
/
2,5 2,5 2,5
2,36
2,5
/
/
66,19%
100%
/
/
3,71
4,86
/
/
52,00
68,00
52,00
50
90/0
Plus Haut Possible / 90%
/
/
Motivation de l'équipe projet (0 :
Pas motivé ; 3 : Hyper motivés)
3
3
2
2,5 2,5 2,5 2,5
Communication au sein du
groupe (0 : Mauvaise ; 3 :
Excellente)
2,5
2
2
1,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
2,5
Efficacité des actions entreprises
100% 50% 50% 67% 50% 75% 75% 90% 80% 90% 100% 100% 0% 0%
pour résoudre les problèmes
Nombre d'heures de simulation 0 4 4 12 12 12 4 0 4 0 0
0 0 0
0
0 0 0 0 4 4 0 0 8
Nombre d'heures de tests
8
12 20 12
Rendement théorique du
convertisseur / Rendement 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 95/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0
pratique
15
Commentaires tableau de bord
16
Tableau de bord final
ENSIEG
Projets collectifs 2A 2004/2005
PROJET:
Tableau de bord
Référence du projet : P21
Date de modification: 25/05/05
Convertisseur Hautes Performances
S1 S2 S3 S4 S5 S6
Indicateurs
Nombre d'heures de travail des
36 36 36 36 45 45
étudiants
Nombre d'heures passées avec
2 1 2 4 4 6
le maître d'ouvrage
Nombre d'heures passées avec
0 0 0 0,5 0 0,5
d'autres encadrants
S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
Moyenne
Cible Moyenne
Cumul
Cible Cumul
45 36 36 36
36
54
54 54
41,79
36
585,00
504
3
2
2
2
2
2
4
4
2,86
2
40,00
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0,07
0,5
1,00
7
2
2
2,5 2,5
3
3
3
2,57
2,5
/
/
2,5 2,5 2,5
2,36
2,5
/
/
66,19%
100%
/
/
3,71
4,86
/
/
52,00
68,00
52,00
50
90/0
Plus Haut Possible / 90%
/
/
Motivation de l'équipe projet (0 :
Pas motivé ; 3 : Hyper motivés)
3
3
2
2,5 2,5 2,5 2,5
Communication au sein du
groupe (0 : Mauvaise ; 3 :
Excellente)
2,5
2
2
1,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
2,5
Efficacité des actions entreprises
100% 50% 50% 67% 50% 75% 75% 90% 80% 90% 100% 100% 0% 0%
pour résoudre les problèmes
Nombre d'heures de simulation 0 4 4 12 12 12 4 0 4 0 0
0 0 0
0
0 0 0 0 4 4 0 0 8
Nombre d'heures de tests
8
12 20 12
Rendement théorique du
convertisseur / Rendement 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 95/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0
pratique
17
Commentaires tableau de bord
Com paraison nom bres d' heures passées avec le m aître
d'ouvrage et nom bre d'heures ciblées
7
5
Nombre d'heures
passées avec le maître
d'ouvrage
4
Cible du nombre
d'heures passées avec
le maître d'ouvrage
3
2
1
S1
3
S1
1
S9
S7
S5
S3
0
S1
Nombre d'heures
6
Sem aines
18
Tableau de bord final
ENSIEG
Projets collectifs 2A 2004/2005
PROJET:
Tableau de bord
Référence du projet : P21
Date de modification: 25/05/05
Convertisseur Hautes Performances
S1 S2 S3 S4 S5 S6
Indicateurs
Nombre d'heures de travail des
36 36 36 36 45 45
étudiants
Nombre d'heures passées avec
2 1 2 4 4 6
le maître d'ouvrage
Nombre d'heures passées avec
0 0 0 0,5 0 0,5
d'autres encadrants
S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
Moyenne
Cible Moyenne
Cumul
Cible Cumul
45 36 36 36
36
54
54 54
41,79
36
585,00
504
3
2
2
2
2
2
4
4
2,86
2
40,00
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0,07
0,5
1,00
7
2
2
2,5 2,5
3
3
3
2,57
2,5
/
/
2,5 2,5 2,5
2,36
2,5
/
/
66,19%
100%
/
/
3,71
4,86
/
/
52,00
68,00
52,00
50
90/0
Plus Haut Possible / 90%
/
/
Motivation de l'équipe projet (0 :
Pas motivé ; 3 : Hyper motivés)
3
3
2
2,5 2,5 2,5 2,5
Communication au sein du
groupe (0 : Mauvaise ; 3 :
Excellente)
2,5
2
2
1,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
2,5
Efficacité des actions entreprises
100% 50% 50% 67% 50% 75% 75% 90% 80% 90% 100% 100% 0% 0%
pour résoudre les problèmes
Nombre d'heures de simulation 0 4 4 12 12 12 4 0 4 0 0
0 0 0
0
0 0 0 0 4 4 0 0 8
Nombre d'heures de tests
8
12 20 12
Rendement théorique du
convertisseur / Rendement 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 95/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0
pratique
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Commentaires tableau de bord
Com paraison nom bres d'heures passées avec d'autres
encadrants et nom bre d'heures ciblées
0,6
Nombre d'heures
passées avec d'autres
encadrants
0,4
0,3
Cible du nombre
d'heures passées avec
d'autres encadrants
0,2
0,1
S1
3
S1
1
S9
S7
S5
S3
0
S1
Nombre d'heures
0,5
Sem aines
20
Tableau de bord final
ENSIEG
Projets collectifs 2A 2004/2005
PROJET:
Tableau de bord
Référence du projet : P21
Date de modification: 25/05/05
Convertisseur Hautes Performances
S1 S2 S3 S4 S5 S6
Indicateurs
Nombre d'heures de travail des
36 36 36 36 45 45
étudiants
Nombre d'heures passées avec
2 1 2 4 4 6
le maître d'ouvrage
Nombre d'heures passées avec
0 0 0 0,5 0 0,5
d'autres encadrants
S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14
Moyenne
Cible Moyenne
Cumul
Cible Cumul
45 36 36 36
36
54
54 54
41,79
36
585,00
504
3
2
2
2
2
2
4
4
2,86
2
40,00
28
0
0
0
0
0
0
0
0
0,07
0,5
1,00
7
2
2
2,5 2,5
3
3
3
2,57
2,5
/
/
2,5 2,5 2,5
2,36
2,5
/
/
66,19%
100%
/
/
3,71
4,86
/
/
52,00
68,00
52,00
50
90/0
Plus Haut Possible / 90%
/
/
Motivation de l'équipe projet (0 :
Pas motivé ; 3 : Hyper motivés)
3
3
2
2,5 2,5 2,5 2,5
Communication au sein du
groupe (0 : Mauvaise ; 3 :
Excellente)
2,5
2
2
1,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
2,5
Efficacité des actions entreprises
100% 50% 50% 67% 50% 75% 75% 90% 80% 90% 100% 100% 0% 0%
pour résoudre les problèmes
Nombre d'heures de simulation 0 4 4 12 12 12 4 0 4 0 0
0 0 0
0
0 0 0 0 4 4 0 0 8
Nombre d'heures de tests
8
12 20 12
Rendement théorique du
convertisseur / Rendement 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 95/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0 90/0
pratique
21
Suivi du projet

Reportings
 Tous les 15 jours séance de
reporting
 Permet de faire le bilan sur le
projet
 Un membre différent en assure
la présentation
22
Suivi du projet

Notes internes
 Établies afin d’obtenir une
communication des plus
efficaces au sein du groupe.
 Ont permis d’éclaircir des points
particuliers
23
Estimation du coût global du
projet
Budget dépensé
190 euros
 Coût travail des personnes + salle
EPTE
58725 euros
 Coût global
58915 euros

24
Site Internet

Un site développé sous Wiki qui se veut
informatif:



Sur le contenu de notre travail
sur le déroulement d’un projet collectif à
l’ENSIEG
Développement en parallèle d’un site sur
une page personnelle



plus esthétique
plus axé sur l’aspect commercial du projet.
promotion du LEG, hébergé sur leur
serveur
25
Auto-évaluation
Nom
Jaouad BEN AISSA
1,9
Efficacité du
travail
1,9
Julien BOEUF
2,1
2,1
2,2
2,1
Gaëtan CANIVET
2,1
2,1
2,2
2,1
Philippe
FRANCESCHINI
2,1
2
2
2,0
Hédi KHARRAT
2
2
1,8
1,9
Benoit LENOTTE
1,5
1,8
1,6
1,6
François ORLIAC
2
2
2
2,0
Stéphane PASQUALE
2,1
2,1
2,2
2,1
Philippe PELLETIER
2,1
2
2,3
2,1
1,99
2,00
2,01
2,00
Moyenne
Implication
Autonomie dans le Note finale
travail
1,8
1,9
Commentaires
Jaouad a été assez bien impliqué dans le projet et
a effectué le travail attendu. Cependant il a
manqué un peu d’autonomie en comparaison avec
d’autres membres du groupe.
Julien a été un des éléments moteurs du projet.
Bien impliqué a apporté un réel plus au projet par
son travail sur les structures mais également dans
son autonomie de travail.
Tout comme Julien, Gaëtan fut un élément moteur.
Les deux membres du groupe ont d’ailleurs eu le
même comportement tout au long du projet, à
savoir rigoureux et persévérant.
Philippe, le chef de projet, a rempli de façon
satisfaisante sa mission, sachant canaliser les
énergies et répartir le travail, tout en participant au
travail technique
Hédi a été bien impliqué dans le projet et a
effectué le travail attendu. Cependant tout comme
Jaouad il a manqué d’autonomie en comparaison
avec d’autres membres du groupe.
Benoît a manqué d'implication et a du être plus
dirigé que les autres ce qui explique sa note
relativement basse .
François a répondu de façon satisfaisante aux
attentes placées en lui.
Stéphane a été un élément moteur du groupe.
C’est une personne qui a des idées et qui les fait
partager.
Philippe a fait preuve d’une grande autonomie
dans son travail.
26
Bilan de la gestion de projet


Perçu comme très enrichissant par l’équipe.
Au-delà de la frustration de ne pas avoir atteint
notre but, nous avons été confronté aux aléas d’un
projet (problème de fournisseurs, théorie
fonctionnant mais technique ne suivant pas) que
l’on risque de retrouver au quotidien dans notre
future vie active.
27
Partie technique
28
Cahier des charges initial
Convertisseur DC – DC avec isolation galvanique
Puissance transmissible
20W
Tension d’entrée
Quelques dizaines de volts
Fréquence
30 kHz
Tension d’alimentation
auxiliaire
Aucune
Associations possibles
Série - Série
Parallèle - Parallèle
Parallèle - Série
Série - Parallèle
29
Cahier des charges final 1.2.
Convertisseur DC – DC
Puissance transmissible
20W
Tension d’entrée
20 V
ISOLATION
Grâce à un transformateur
COMMANDE
Tension de référence variable et
proportionnelle au rapport cyclique
COURANT NOMINAL
I moyen = 1A, I max = 1.75 A
(ondulation maximum de courant =
150%
Fréquence
100 kHz
RENDEMENT
>90% idéal
RAPPORT Vsortie/Ventrée max
1 (Vs=20V, Ve=20V)
Association possibles
Série – Série, Parallèle – Parallèle,
Parallèle – Série, Série – Parallèle
30
Cahier des charges final 2.2.
STRUCTURE
Convertisseur DC-AC: Onduleur pont complet (4
Mosfets).
Isolation: Transformateur (k = 1).
Convertisseur AC-DC: Redresseur pont complet
auto commandé (4 Mosfets).
PACKAGING
A été défini avec soin pour répondre aux
contraintes de refroidissement et de facilité
de mise en série, parallèle suivant les
puissances désirées (soit en courant, soit en
tension).
REGULATION
Une régulation de puissance en se basant sur la
température du convertisseur devra être mise en
place. Une régulation de tension externe devra
également être réalisée afin d’assurer le
fonctionnement du convertisseur global.
CONTRAINTES GLOBALES
Pertes et volume minimaux.
31
Étude théorique
32
Synoptique Global
33
Onduleur

Choix de structure primaire:



Choix des Mosfets



Étude des différentes structures possibles.
Choix d’un montage complet Push-Pull équipé de
Mosfets canal N et canal P.
2 commandes de grille uniquement
Détermination de la fréquence et du taux d‘ondulation
du courant.
Calcul des pertes en fonction des différents
paramètres (f, V, Imoy)
Nécessité de créer un outil informatique générique
permettant une évolutivité du choix des Mosfets.
34
Synoptique Global
35
Transformateur

Dimensionnement:




Établissement des équations électromagnétiques
Choix du matériau
Dépendance de la fréquence
Évolution possible tout au long du projet.
Nécessité de créer un outil informatique
générique permettant une évolutivité du choix du
transformateur.
36
Synoptique Global
37
Redresseur

Choix de structure secondaire:


Étude des différentes structures possibles.
Choix d’un montage pont en H, afin d’avoir un
redresseur double alternance.
Montage autonome d’un point de vue commande

Choix des Semi-conducteurs



Comparaison entre utilisation de diodes et Mosfets.
Auto commande du redresseur
Choix des Mosfets: type, dimensionnement
38
Synoptique Global
39
Commande

Commander les interrupteurs:
 Horloge,
 Décalage,
 Temps morts,

Faire le lien avec la régulation:
Valeur moyenne,
 Puissance,
 Globale.

40
Commande

Deux solutions:
 Utilisation d’un FPGA
Décalage
Valeur moyenne
ADC
Puissance

Composant
Logique
Programmable
FPGA
Bras1
DAC
Bras2
Mais:
• Utilisation de régulateurs
• ROM (Read Only Memory)
• Circuit de programmation in situ
41
Commande

Utilisation d’un composant dédié
42
Synoptique Global
43
Régulation de puissance

Régulation interne pour:




Équilibrer le fonctionnement des convertisseurs
Garantir des tensions ou des courants identiques
selon les associations
Éviter la surchauffe
Contraintes:


Peu de puissance
Faible dimension
Régulation thermique
44
Régulation de puissance

Principe:



Thermocouples .
Comparaison des Températures entre le centre et les
bords.
Réajuster la commande
45
Régulation de puissance
46
Synoptique Global
47
Régulation de la valeur moyenne

Dissymétrie des temps de conduction
48
Régulation de la valeur moyenne

Extraction de la tension moyenne:



Recherche d’une solution simple: filtre R-C.
Simulation d’un filtre R-C.
Adaptation de la consigne


Réglage des temps morts
Utilisation de résistances pilotées en tension
49
Packaging
50
Contraintes

Un système permettant d’obtenir les liaisons
voulues entre les convertisseurs.
+ sortie + entrée -
+ sortie + entrée -
Série-Série
+ sortie + entrée -
+ sortie + entrée -
Parallèle-Parallèle
+ sortie + entrée -
+ sortie + entrée -
Parallèle-Série
+ sortie + entrée -
+ sortie + entrée -
Série-Parallèle
51
Contraintes

Une méthode pour relier les convertisseurs
avec le moins de pertes possible.

Un boîtier capable de dissiper les pertes.
52
Solutions envisagées

Pour les connections :




choix des connections par agencement
spatial des boîtiers
Liaison par des connecteurs externes tels
que des bus barre.
commande électronique du type de
connexion : on impose électroniquement ce
qui correspond à chaque connectique.
Pour le refroidissement :



Radiateur par bloc
Ventilation
Radiateur sur une structure externe
53
Solution retenue

Pour les connections :


Pour le refroidissement :



Liaisons faites par blocs de 10 convertisseurs
dans une même configuration entrée-sortie
Deux radiateurs par bloc
Utilisation de résine thermo-conductrice
Évolutions et améliorations :

Structure du « pack » adaptable au nombre
de convertisseurs en utilisant des éléments
sécables.
54
Réalisation
55
Tests

Test du composant de commande




Test de la structure





Validation de l’onduleur et du redresseur avec des composants IRF.
Vérification du fonctionnement des Mosfets en statique.
Problème dans les temps de commutation
Capacité en
parallèle.
Tests sur plaque à trous pour l’association avec la commande
Inductances parasites.
Test de la régulation


Compréhension datasheet (mode de protection, comparateur, …).
Retard dans le câblage du composant.
Commande décalée.
Validation indépendante du fonctionnement de la régulation de
puissance.
Test du transformateur

Validation du transformateur.
56
Conclusion

Objectif initial pas atteint

Mais



Étude théorique achevée
Éléments fonctionnant séparément
Projet enrichissant techniquement


Approfondissement des cours
d’électronique de puissance
Réflexion sur des éléments inédits tels
que la régulation de puissance et le
packaging
57
Questions
58