Analyse et Conception d’un Générateur à Plasma Inductif

Abstract

Les propulseurs plasmas et les torches à plasma sont actionnés par des champs électromagnétiques de fréquences élevées induits par des générateurs classiques à triodes. Des travaux de recherche s’orientent à l’emploi des générateurs a transistors (Onduleur classe E, DE, F et E/F etc.) de fréquence et puissance élevées de l’ordre 10 Mhz-10 kW. Une méthode analytique d'analyse du fonctionnement d'un générateur à induction à transistor en haute fréquence du type MOS destiné notamment à l'alimentation de torches à plasma inductif est présentée dans cette thèse. Après un bref rappel du principe d'une torche à plasma, les différentes variantes du schéma é1ectrique des déférents convertisseurs haute fréquence de classe E, F, E/F etc. sont présentées. Puis, comme toutes les variantes se ramènent à un convertisseur simple et avec un rendement élevé, ce dernier est analysé grâce à des notions d'é1ectronique de puissance et par prise en compte des caractéristiques du transistor. On aboutit ainsi à des expressions analytiques explicites de toutes les grandeurs électriques de fonctionnement du convertisseur qui sont mis en évidence suivant la valeur de l'impédance de la charge é1ectrique du générateur formée par le circuit oscillant. Enfin une application numérique sur un type de transistor donné montre comment l'exploitation de la méthode permet de déterminer toutes les formes d'ondes en allure et en valeur numérique. L’objectif de ce thème est d’améliorer les performances par l’introduction de stratégies de contrôle adéquate ‘Adaptatif backstepping’ en vue de maximiser la puissance, le rendement et la protection du générateur.