THÈSE - Université Ferhat Abbas de Sétif

Chapitre 4. Boucle à verouillage de phase (P.L.L.) et contrôle du bus continu
Introduction
Étant donné que la boucle de verrouillage de phase (Phase Locked Loop 1 ) et la boucle de régulation de
la tension du bus continu (tension de la capacité) du SAPF, seront indispensables pour toutes les
stratégies de commande développées dans le cadre de cette thèse, il nous semble plus approprié de
mettre à part leurs études et leurs développements dans ce chapitre.
Afin de contrôler les échanges de puissance, l’onduleur doit toujours être synchronisé avec le réseau.
Pour améliorer la qualité de l’énergie au niveau du réseau tout en assurant un facteur de puissance
quasi-unitaire, la génération d’un signal sinusoïdal en phase avec la tension d’alimentation est
nécessaire pour la détermination des courants des références. Cependant, le système de tension auquel
nous avons accès (cas du SAPF) est celui mesuré au niveau du point de raccordement (PCC), c'est-àdire
(V s). Lorsque la charge est non linéaire, elle absorbe des courants non sinusoïdaux qui génèrent
des harmoniques de courant, dégradant ainsi la tension au point commun de connexion (PCC). De
plus, si les courants absorbés par la charge sont déséquilibrés, un système inverse de tension apparaît
au niveau de PCC. Par conséquent, des composantes harmoniques risquent de subsister dans le
courant de source (I s) après compensation. Pour palier ce problème et parmi les méthodes
envisageables, il en existe deux fréquemment utilisées. La première consiste à filtrer la tension mesurée
[1 Cha]. L’inconvénient de cette méthode est qu’elle génère un déphasage non négligeable, qui est
d’autant plus important que la fréquence de coupure du filtre passe-bas est faible et que l’ordre est
élevé. La seconde méthode est basée sur la détection du passage par zéro de la tension et la
reconstruction d’un signal sinusoïdal unitaire qui sera utilisé pour l’obtention de la référence [2 Chu]-
[ 5 Tep]. Ce procédé est plus performant que le précédent, cependant les moyens matériels mis en
œuvre sont plus conséquents et l’information concernant l’amplitude du fondamental de la tension
(V s) est inexistante. En plus, cette solution est difficilement exploitable si le signal contient des
perturbations HF, ce qui rend la localisation du passage par zéro délicate.
Le principe de la technique utilisée dans ce travail consiste à réaliser un générateur de signaux dont
le rôle est d’extraire le système de tension direct avec un minimum de distorsion, à partir des tensions
mesurées au point de raccordement. Une boucle de verrouillage de phase (P.L.L) triphasée réalise
l’asservissement d’un angle de phase arbitraire à l’angle de phase de référence [6 Hsi], [7 Bru].
En première partie nous illustrons le développement de la structure classique de la P.L.L qui sera
analysée et testée en simulation en montrant ses avantages et inconvénients. Afin d’améliorer ses
performances nous présentons une nouvelle structure de P.L.L basée sur des filtres multi-variables.
Pour comparer entre les deux P.L.L, la nouvelle structure sera testée en simulation sur des signaux
contenant une forte composante HF et des signaux de tension d’un système fortement déséquilibré,
puis expérimentalement sur plusieurs cas défavorables afin de valider sa robustesse.
1 Signification en anglais de l’abréviation PLL.
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