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Kissling Simon

Chargé de Ra&D HES

Hauptvertrag

Chargé de Ra&D HES

Büro: B59a

Haute école d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud
Route de Cheseaux 1, 1400 Yverdon-les-Bains, CH

Institut
IE - Institut des énergies

BSc HES-SO en Energie et techniques environnementales - Haute école d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud

Abgeschlossen

Réalisation d'un moteur suspendu sans slip-rings pour vélo électrique

AGP

Rolle: Mitarbeiter

Requérant(e)s: IESE, Bossoney Luc, IESE

Financement: Fonds hors bilan 431; FONDATION PROTECHNO

Description du projet : Réalisation d'un moteur suspendu (2 rotors & 1 stator), afin de réaliser la motorisation d'un vélo pliable à assistance électrique. Ce projet fait suite au projet Twin_Rotor qui a abouti à la réalisation d'un moteur suspendu avec bagues de transmission d'énergie (slip-ring). Le projet "Twin_Rotor_2" se donne comme objectif la réalisation de la partie moteur (électromécanique) sans slip-rings.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Houmard Douglas , Pointet Marc-André , Mentano Carlo , Kissling Simon , Bossoney Luc

Partenaires académiques: IESE; COMATEC; Bossoney Luc, IESE

Durée du projet: 01.09.2014 - 31.12.2017

Montant global du projet: 68'540 CHF

Statut: Abgeschlossen

Générateur de soudure de Haute Puissance

AGP

Rolle: Mitarbeiter

Requérant(e)s: IESE, Carpita Mauro, IESE

Financement: DEPsys sàrl

Description du projet : DEPsys est en train de développer un convertisseur électronique à utiliser comme stade d'entrée pour un système de soudure de haute puissance. Le convertisseur travaille avec une tension d'entrée nominale de 400V, et une puissance nominale de 250 kVA. DEPsys a demandé une collaboration avec l'Institut IESE pour un support technologique pour le développement de ce système. DEPsys a déjà partiellement développé le dessin du convertisseur. Ceci est basé sur un onduleur triphasé à IGBT utilisé comme « active front-end », suivi par un onduleur pour alimenter le transformateur de sortie (qui ne fait pas partie du développement prévu dans cette offre). Les résultats de ce développement seront mis à disposition de l'IESE, et une période de collaboration entre les ressources IESE et celles DEPsys est à prévoir, pour transférer les informations. L'activité de l'IESE entraîne les coûts et le temps décrits au paragraphe suivant.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Kissling Simon , Carpita Mauro

Partenaires académiques: IESE; Carpita Mauro, IESE

Durée du projet: 15.11.2013 - 31.12.2015

Montant global du projet: 35'000 CHF

Statut: Abgeschlossen

Etude, dimensionnement et réalisation d'un variateur de vitesse électromagnétique d'une puissance équivalente à celle pour la traction d'un scooter 50ccm (puissance 3.5kW).

AGP

Rolle: Mitarbeiter

Financement: HES-SO Rectorat; IESE; IESE

Description du projet : Les variateurs de vitesse à variation continue de rapport de transmission (en anglais « Continuous Variable Transmission » ou CVT) sont habituellement réalisés au moyen de transmissions à courroie. Les variateurs de vitesse mécaniques utilisés traditionnellement dans le domaine des véhicules à deux voir quatre roues, sont caractérisés par des rendements maximums moyens (environ 80-85% pour les variateurs de puissance considéré). Ces rendements maximums sont toutefois fortement diminués en fonction de la charge et du rapport de transmission choisis. Une étude de mesures de rendement (voir [1]) menées sur une transmission CVT employée couramment dans les « scooter » (motocycle de 50ccm) a montré que le rendement en charge partielle se situe plutôt aux alentours de 60% à 65%. En utilisant le principe du moteur électrique suspendu, il est possible de réaliser des variateurs de vitesses à variation continu de type électromagnétique. Des rendements supérieurs aux variateurs mécaniques traditionnels de puissance équivalente paraissent réalisables. Hormis leurs rendements, les variateurs électromagnétiques possèdent les avantages suivants par rapport aux CVT mécaniques traditionnels : - rapport de transmission variable (pilotable) à volonté - possibilité de récupération d'énergie lors de freinage - possibilité d'apport d'énergie lors d'accélérations Un variateur électromagnétique (VAREM), permettrait donc une transmission de puissance plus souple et plus rationnelle par rapport à un CVT classique. Le but de ce projet est d'évaluer l'utilisation d'un variateur de vitesse électromagnétique remplaçant la transmission CVT d'un scooter classique de type 50 ccm . Le projet prévoit le développement d'un variateur électromagnétique pour la transmission de puissance de l'ordre de 3.5kW. Ce développement comprendra une partie électromagnétique, une partie électronique (de puissance) et finalement des aspects de régulation automatique.

Forschungsteam innerhalb von HES-SO: Besson Christophe , Kissling Simon , Allenbach Jean-Marc , Bossoney Luc

Partenaires académiques: hepia inSTI

Durée du projet: 01.03.2012 - 30.09.2013

Montant global du projet: 149'860 CHF

Statut: Abgeschlossen

2021

A state-space approach to the modelling and control of the neutral leg of a four legs, three-phase inverter

Wissenschaftlicher Artikel ArODES

Massimiliano Passalacqua, Gislain Grosjean, Simon Kissling, Mokhtar Bozorg, Mario Marchesoni, Mauro Carpita

IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2022, vol. 69, no. 4, pp. 4056 - 4064

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Zusammenfassung:

In this paper, a novel approach to determine the model of an ICNL (Independently Controlled Neutral Leg) is proposed. Based on this model, a cascaded control method is developed to provide a steady neutral point connection for a three-phase four-wire inverter and to balance the two DC capacitors voltages of a split DC-bus. Validation of the model is realised by simulations and the control has been tested by experiments. Results have shown good performance even with a high level of neutral current, which demonstrate the ability of the system to work within an unbalanced load or grid.

2017

Control of a three-phase to single-phase back-to-back converter for electrical resistance seam welding systems

Wissenschaftlicher Artikel ArODES

Simon Kissling, Elie Talon Louokdom, Frédéric Biya-Motto, Bernard Essimbi Zobo, Mauro Carpita

Energies, 2017, 10, 133

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Zusammenfassung:

DC link back-to-back converters are widely used in industrial applications. This interest comes from their power factor unity capability on the utility grid and to maintain regulated output parameters, thanks to the decoupling between the grid and the load side. In this paper, a 150 KVA prototype of DC link back-to-back converter for electrical resistance seam welding applications is described. The focus of the paper is on the control strategy developed to absorb constant power from the three-phase utility grid. The key idea is to allow the voltage on the DC bus to vary in order to avoid the propagation at the input side of the pulsed power required by the load. An estimation procedure of the load parameters is presented too. The effectiveness of this control scheme has been proved by simulations and tests.

2009

Application of iterative feedback tuning (IFT) to speed and position control of a servo drive

Wissenschaftlicher Artikel

Kissling Simon

Control Engineering Practice, 2009 , vol. 17, pp. 834-840

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Zusammenfassung:

Iterative feedback tuning (IFT) is applied to tune the cascade speed and position controller of a
permanent magnet (PM) servo drive. Several variants of experimentally obtained criteria for the test bed
are analyzed. The results of the IFT controller, which was easily implemented on a programmable logic
controller (PLC), are compared with the results of three tuning schemes commonly used in the industry.
Experimental tests on the PM motor with different types of load show that IFT performance in transient
conditions is as good as or better than other methods.

2024

Assessment of the star connected cascaded H-Bridge to be used in STATCOM application

Konferenz ArODES

Haseeb Hassan Khan, Guillaume Courteau, Simon Kissling, Antonio Testa, Salvatore Foti, Mauro Carpita

Proceedings of the 2024 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM)

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Zusammenfassung:

The Modular Multilevel Cascaded Converters (MMCC) technology stands out as the preferred choice in modern High Voltage Direct Current (HVDC) and large Static Synchronous Compensator (STATCOM) applications due to its modularity, fault tolerance and high efficiency. Specifically, within the realm of MMCC, the Cascaded H-Bridge (CHB) configuration has become the preferred choice for STATCOM applications. Despite widespread adoption, there remains a lack of analysis and experimental validation regarding the ability of STATCOM to address imbalances during grid fault conditions, which is crucial for analysing its performance and operational range in grid applications. This paper aims to fill this gap by exploiting the Zero-Sequence Voltage Control (ZSVC) strategy for Single Star Bridge-Cells (SSBC) converter operation under both balanced and unbalanced grid conditions. The work will show the ability of SSBC-ST ATCOM to respond to imbalances even under severe grid faults.

A repetitive high voltage nanoseconds pulse generator :

Konferenz ArODES

first prototype design and test results

Serge Gavin, Simon Kissling, Bertrand Daout, Frédéric Castella, Mauro Carpita

PCIM Europe 2024, 11-13 June 2024, Nuremberg, Germany

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Zusammenfassung:

In this paper a repetitive high voltage pulse generator is presented. The nominal output voltage of the high voltage pulses is 10kV. The main purpose is to create a pulsed electrical field to be used in scientific applications such as medicine, biology or food processing. In these cases, the pulses width should be as short as 100 ns with rising and falling times as shorter as possible. Moreover, for these applications, the pulsed electrical field is used in continuous processing, meaning that it needs to be repetitive and repeatable. In this case, the repetition rate is specified at 1 kHz.

2022

High voltage power supply for industrial X-ray application

Konferenz ArODES

Serge Gavin, Simon Kissling, Marco Fontana, Alexandre Bapst, Mauro Carpita

Proceedings of PCIM Europe 2022

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Zusammenfassung:

In this paper a high voltage power supply for industrial X-ray application is presented. The industrial equipment to be supplied require a stable high voltage output up to 70 kV / 4200 W with a long-term stability of 0.01%. In order to achieve the high voltage output requirements, a resonant LCC converter followed by a voltage multiplier has been proposed.

2019

A new common mode voltage reduction method in a generalized space vector modulator for cascaded multilevel converters

Konferenz ArODES

Gianmarco Maragliano, Mauro Carpita, Simon Kissling, Mario Marchesoni, Massimiliano Passalacqua, Thomas Pidancier, Filippo Vaccaro, Luis Vaccaro

Proceedings of 2019 21st European Conference on Power Electronics and Applications (EPE '19 ECCE Europe), 3-5 September 2019, Genova, Italy

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Zusammenfassung:

High switching frequency employed in modern power electronic converters is cause of important common mode electrical quantities, having as consequences the premature motor failure and other unwanted effects in drive systems. A new SVM scheme for cascaded multilevel converter, aimed to the attenuation of these consequences, is proposed.

Capacitor voltage ripple minimization in voltage source converter for HVDC applications

Konferenz ArODES

Mario Marchesoni, Massimiliano Passalacqua, Luis Vaccaro, Mauro Carpita, Serge Gavin, Simon Kissling

Proceedings of 2019 AEIT HVDC International Conference (AEIT HVDC), 9-10 May 2019, Florence, Italy

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2015

Power electronics for a pasteurization process working by electric resonance :

Konferenz ArODES

first prototype experimental results

Simon Kissling, Serge Gavin, Mauro Carpita

Proceedings of 2015 17th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'15 ECCE-Europe), 8-10 September 2015, Geneva, Switzerland

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Zusammenfassung:

In this paper, the power electronic for an innovating pasteurization technology is presented. A specific high AC voltage, 120kV at a frequency as high as 800kHz, has to be generated in order to apply an alternating electrical field of 3kV/cm through the liquid. The high voltage generator is based on a modular approach. The module's inputs are paralleled on a DC voltage, while outputs are connected in series to generate the high AC voltage. The modules are made with an H-bridge and a transformer providing the required insulation. The system has been designed to obtain the simplest and most reliable connections. By controlling in real time the number of operating modules, the output voltage of the entire system can be quickly changed. With an accurate model of the system, the output voltage measurement is not necessary and permits to avoid complex and expensive sensors. The electronics have been build and tested. However, due to some air breakdown in high voltage inductances, a reduced voltage of 64kV @ 820kHz has been reached. The system optimization is foreseen for further research activities.

Errungenschaften

PEOPLE@HES-SO Verzeichnis der Mitarbeitenden und Kompetenzen

Kissling Simon

Chargé de Ra&D HES

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PEOPLE@HES-SO
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