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

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vi Table of Contents 7.1 General modulator capabilities 149 7.2 Modulators and applications 154 7.2.1 Active front ends 154 7.2.2 Motor drives 155 7.2.3 Back to back configurations 155 7.2.4 Single phase applications 156 7.3 Hysteresis NP control 157 7.3.1 Interaction of the modulators 158 7.4 Experimental verification 159 7.5 Executive summary for chapter 7 167 8 CONCLUSIONS AND OUTLOOK 169 8.1 Conclusions 169 8.1.1 Topologies 169 8.1.2 Modulation and control 170 8.2 Outlook 172 8.3 Summary of original contributions 174 9 APPENDIX 175 9.1 M 2 LC capacitor calculations 175 9.2 Flying capacitor energy tables 177 9.2.1 MC based topologies 177 9.2.2 M 2 LC compared to MC topologies 179 9.3 Single phase NP current functions 180 9.4 States of the ANPC 1 in the first 60° segment 182 9.5 NP currents as a function of m, ϕ and θ 184 9.5.1 Maximum and minimum currents for SMC and ANPC3 184 9.5.2 Zero average NP current areas for SMC and ANPC3 185 9.5.3 Maximum and minimum currents for the ANPC1 186 9.5.4 Maximum and minimum average currents for the ANPC1 187 9.6 NP current functions for 3-L DC link converters 188 10 BIBLIOGRAPHY 195
Résumé français (French summary) vii 1 RESUME FRANÇAIS (FRENCH SUMMARY) Cette thèse concerne l'analyse et la synthèse des onduleurs de tension de multiniveaux, appelés dans la littérature anglo-saxonne « Multi-Level Voltage Source Converters » (ML-VSC). Les ML-VSC synthétisent une tension de sortie AC par une approximation avec de multiples niveaux de tension modulés en largeur d’impulsion (PWM : pulse width modulation) conformément à la Figure 1. De nouvelles topologies ML (Multi Level) et des techniques spécifiques de contrôle des grandeurs internes (tension du bus continu et des condensateurs flottants) sont introduites et évaluées. . L’étude concerne principalement les convertisseurs à bus continu avec point milieu, une famille de convertisseurs dont la performance opérationnelle est bonne et dont les exigences en ressource sont modestes. Les convertisseurs ML sont largement utilisés dans diverses applications industrielles. Celles-ci sont la colonne vertébrale d'une partie importante des activités d’ABB (Asea Brown Boveri Corporation), en particulier pour les applications MV (medium voltage) et HV (high voltage). Figure 1, Convertisseur générique 5-L avec la courbe de sortie de tension correspondante 1.1 Topologies Nous introduisons une structure générique permettant l'exploration des différentes topologies de ML- VSC, (Figure 2). Cette structure décrite à la Figure 2 correspond à l’approche proposée par F. Z. Peng. Il s’agit d’une représentation triangulaire pour l'analyse et la synthèse de convertisseurs ML. Cette structure ML contient beaucoup de redondances et différents convertisseurs ML peuvent être obtenus en éliminant systématiquement des composants du circuit (interrupteurs actifs, diodes, condensateurs). La plupart des ML VSC connus aujourd'hui peuvent être obtenus de cette manière et rentrent ainsi dans le cadre de cette structure générique.
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