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Theses

Contribution à l'étude des convertisseurs multi-niveaux moyenne tension : réduction d'harmoniques BF et linéarisation de leur tension

Résumé : Cette thèse traite des convertisseurs de puissance multi-niveaux destinés aux applications d’entraînements électriques, utilisés notamment dans le domaine de l’Oil & Gas et de la propulsion marine, ou bien aux applications réseaux comme la compensation de l’énergie réactive. L’objectif est l’optimisation des commandes de ces convertisseurs de façon à réduire le contenu harmonique de la tension de sortie et donc du courant, paramètre très important pour le dimensionnement à la fois des filtres de sortie et des machines électriques qui y sont connectées. Dans la première partie de ce mémoire, les différentes topologies multi-niveaux sont analysées et trois topologies cinq niveaux retenues sont comparées en termes de nombre de composants semi-conducteurs, des pertes, du contenu harmonique et de l’énergie stockée dans les éléments passifs. Selon le type de l’application, l’une d’entre elles est préférée aux autres. En deuxième partie, nous avons proposé une méthode de réduction d’harmoniques basse fréquence qui consiste à maîtriser la phase des porteuses MLI pour des ratios entiers des fréquences de découpage et du fondamentale de la tension de référence. La minimisation des harmoniques basse fréquence de la tension de sortie du convertisseur par l’optimisation de la phase des porteuses est validée d’abord par des simulations numériques puis implémentée pratiquement et validée à l’aide d’un simulateur temps réel RT-Lab. Pour pallier aux problèmes de non-linéarités introduites par les méthodes classiques de ”clamping” des tensions de références des convertisseurs multi-niveaux, limitant l’amplitude de la tension de sortie maximale atteignable, nous proposons une nouvelle méthode de linéarisation en dernière partie de ce mémoire. Il s’agit d’ajouter une composante homopolaire optimisée aux tensions de références des convertisseurs multi-niveaux pour linéariser le fondamental de leurs tensions de sortie, ce qui permet d’accroître le maximum de leur amplitude. Cette méthode est testée par simulation numérique dans la commande d’un système d’entraînement électrique complet lui permettant de fonctionner sur toute la plage de vitesse, sans affecter l’équilibrage des tensions des capacités du bus continu principal.
Document type :
Theses
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https://hal.univ-lorraine.fr/tel-02517597
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Tuesday, March 24, 2020 - 4:31:18 PM
Last modification on : Wednesday, April 1, 2020 - 8:40:21 PM
Document(s) archivé(s) le : Thursday, June 25, 2020 - 2:34:27 PM

File

DDOC_T_2019_0175_EL_JIHAD.pdf
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  • HAL Id : tel-02517597, version 1

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Hamza El Jihad. Contribution à l'étude des convertisseurs multi-niveaux moyenne tension : réduction d'harmoniques BF et linéarisation de leur tension. Energie électrique. Université de Lorraine, 2019. Français. ⟨NNT : 2019LORR0175⟩. ⟨tel-02517597⟩

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