Etude du comportement électrique d'une torche à plasma inductif de forte puissance (350 kW) alimentée par un générateur à transistors

A Study of the electrical behaviour of a high power (350 kW) inductive plasma reactor fed by a transistors converter

• Auteur / Autrice : Benoît Michaud
• Direction : Alain Jaafari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Electronique industrielle
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Tours
• Jury : Président / Présidente : Michel Lebouché
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Bouchoule, Jacques Gautron
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Henri Foch, Bernard Trannoy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Impédance électrique

Onduleurs (électricité)

Transistors

MOS (électronique)

Chauffage par induction

Résumé

Le développement des plasmas inductifs nécessitait l'amélioration du rendement énergétique de ce procédé. Cela est devenu possible grace aux générateurs à transistors MOS (90% de rendement au lieu de 60% pour les générateurs à triodes). Pourtant, la transition entre la technologie triode et la technologie MOS n'est pas immédiate. En effet, le plasma présente, de part sa nature, une charge particulièrement difficile à maitriser. Ce mémoire traite de l'adaptation des générateurs à semi-conducteurs à une charge aussi spécifique. Il est basé sur l'étude et la mise au point d'une plate-forme plasma inductif de 350 kW alimentée par un onduleur de courant. Les variations des paramètres électriques du plasma, notamment pendant les transitoires d'amorçage et d'extinction, sont maintenant mieux connues. Elles ont été étudiées sur des maquettes expérimentales conçues à cette fin, ce qui nous a permis de déterminer le convertisseur le mieux adapté à la production du plasma inductif, puis d'optimiser le convertisseur de fréquence de la plate-forme 350 kW

The purpose of the study is to develop an inductive plasma with an improved efficiency. The use of MOS transistor-based converters makes this possible, resulting in a increase of efficiency from 60%, typical of triode valve generators to 90%. However, the transition from triodes valves to MOS technology is not so straightforward, the plasma being a load that is particularly difficult to control. This work deals with the adaptation of the semiconductor power generators to such sensitive loads. It presents the study and design of an 350 kW inductive plasma fed from a current source inverter. Variations of the electrical parameters of the plasma, particularly during ignition and extinction phases, are now better known and have been studied in this work on experimental converter units specifically designed for this purpose. This had led to the specification of power converters better suited for the control of an inductive plasma and to the optimisation of a 350 kW frequency converter unit.