Christoph Haederli - Les thÃ¨ses en ligne de l'INP - Institut National ...

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xvi Résumé français (French summary) pour la profondeur de modulation soit faible ou proche de 1. En compensation de puissance réactive , ils sont efficaces pour toutes les profondeurs de modulation (Figure 96). (a) (b) Rouge : structure du vecteur modifiée et virtuel Bleu : structure du courant PN en temps réel Vert : structure de l’injection DC CM non-contrainte Figure 12, courants PN minimum et maximum en fonction de l’angle de charge, du type de modulation et de la profondeur de modulation, (a) ϕ = 0 [cos(ϕ) = 1], (b) ϕ = 1.56 [cos(ϕ) = 0.01] On peut également calculer des séquences optimisées en temps réel. Une approche à base de MPC (model prédictive control) est aussi présentée dans cette thèse. De multiples objectifs, comme la fréquence de découpage, la distorsion harmonique de sortie, les pertes,…, peuvent être intégrés dans une seul fonction d’objectif. La NTV SMV régulière est utilisée dans le concept choisi, mais malheureusement, la complexité du problème augmente avec le cube de nombre de niveaux. Ainsi, pour un convertisseur de 5 niveaux, le nombre de séquences possibles peut dépasser 1000 pour certains points de fonctionnement. Une présélection de séquences raisonnables est donc nécessaire pour permettre une implantation efficace dans un système de contrôle numérique. Cette approche a été simulée avec des résultats prometteurs. Une étude spécifique est nécessaire pour implanter les algorithmes dans un circuit logique programmable (FPGA) et atteindre la performance dynamique requise pour un fonctionnement en temps réel. 1.6 Application et vérification expérimentale Des différents concepts de modulation sont préférés en fonction des points de fonctionnement. Une approche de contrôle par hystérésis est proposée pour une meilleure utilisation de tous les concepts à disposition. La plupart des concepts de modulation sont alors vérifiés expérimentalement. La vérification expérimentale est basée sur un contrôle par hystérésis simplifié avec deux types de modulateurs. La Figure 13 montre un exemple en compensation de puissance réactive (et pour une profondeur de modulation élevée en zone non linéaire). Le concept de fonction courant PN en temps réel ne peut plus contrôler la tension PN, celle-ci diverge lentement. L’application du concept des vecteurs virtuels ramène la tension PN à la valeur de référence dans une fraction de la
Résumé français (French summary) xvii période fondamentale. En conséquence, l’impact au niveau des pertes et distorsions de sortie reste négligeable. CH1 (jaune) : U out1 CH2 (bleu-vert) : U out2 CH3 (magenta) : U NP CH4 (vert): I out2 MATH (rouge): U out1-2 Temps/div: 10ms Régions d’application de séquence de vecteurs virtuels Autres régions : application de contrôle avec fonction courant PN en temps réelle Figure 13, PERFORMANCE DE CONTROLE PAR HYSTERESIS EN COMPENSATION DE PUISSANCE REACTIVE EN SUR MODULATION [m = 1.1, COS(ϕ) = 0] Les transitions entre les différents types de modulation doivent se faire sans difficultés pour permettre le contrôle par hystérésis. Cette propriété peut être observé dans la Figure 13, où les transitions n’ont pas d’impact visible sur les courant de phase (en vert). 1.7 Conclusions Dans cette thèse, nous avons vu que toutes les topologies multiniveaux peuvent rentrer dans un cadre générique. Une étude comparative a montré que les topologies à bus continu avec point milieu ont des propriétés favorables du point de vue des contraintes sur les interrupteurs et sur l’énergie stockée dans les condensateurs flottants. Par rapport à l’état de l’art, les concepts de modulation et de contrôle du PN introduits dans cette thèse élargissent substantiellement le domaine d’application de cette famille de convertisseurs. En conséquence, les convertisseurs multiniveaux à bus continu avec point milieu et plus spécifiquement le SMC, ANPC 1 et ANPC 3 à partir de cinq niveaux sont plus robustes que les convertisseurs standards NPC de 3 niveaux. Cette famille de convertisseurs est donc très intéressante pour toutes les applications de moyenne tension.
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