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Les
membres du Jury :
Nadir Idir,
Professeur des Universités, Université des Sciences
et Technologies de Lille, Rapporteur
Thierry Ménard, Directeur de Recherche, Institut National
Polytechnique de Toulouse, Rapporteur
Eric Monmasson, Professeur des Universités, Univeristé
de Cergy-Pontoise
Jean-Paul Vilain, Professeur des Universités Emérite,
Université de Technologie de Compiègne
Guy Friedrich, Professeur des Universités, Université
de Technologie de Compiègne, Directeur de Thèse
Nicolas Patin, Maître de Conférence, Univeristé
de Technologie de Compiègne, Co-encadrant
Résumé
de la thèse:
Le
travail présenté dans ce mémoire consiste à proposer des nouvelles
stratégies de pilotage de l’onduleur triphasé à deux niveaux en
environnement embarqué afin de réduire les perturbations conduites
générées sur le bus continu et de réduire les pertes par commutation
dans les interrupteurs.
En effet, avec les contraintes d’encombrement et de poids, les inductances
de lissage ne sont pas autorisées sur les systèmes électriques embarqués.
Les seuls degrés de liberté pour réduire les perturbations conduites
sur le bus continu sont les condensateurs de découplage et la commande
de l’onduleur. Or, les condensateurs de découplage sont une source
de défaillance récurrente : leur durée de vie dépend de la valeur
efficace du courant absorbé. Par conséquent, de nouvelles stratégies
MLI sont proposées afin de réduire le courant efficace dans les
condensateurs de découplage, et de réduire les pertes par commutation.
La réduction du courant efficace dans les condensateurs de découplage
induit par ailleurs une réduction de l’ondulation de la tension
du bus continu. Pour cela, les techniques MLI (Modulation de Largeur
d’Impulsions) appliquées sont basées sur l’utilisation de deux vecteurs
actifs non adjacents (le cas des faibles amplitudes des tensions
de consigne) ou trois vecteurs actifs consécutifs (le case des fortes
amplitudes des tensions de consigne) pendant chaque période de découpage.
Les résultats analytiques ont montré que les nouvelles stratégies
proposées permettent une réduction jusqu’à 40% de la valeur efficace
du courant dans les condensateurs de découplage, ainsi qu’une réduction
jusqu’à 50% des pertes par commutation. Les résultats sur banc d’essai
ont confirmé ces résultats théoriques. En outre, les expérimentations
ont démontré l’implantabilité de ces nouvelles stratégies sur DSP
pour les applications en temps réel
Abstract
:
This
thesis presents new PWM strategies for embedded two-level voltage
source inverter in order to reduce the conduction perturbations
on DC link and switching losses.
Indeed, passive filters are not allowed on embedded electric systems
due to their size and weight. In order to absorb conduction perturbations
on DC link, two degrees of freedom are : DC link capacitors and
the inverter’s controlling strategies. However, DC link capacitors
are a recurrent fault source : their life span depends on the RMS
value of the absorbed current. Hence, in this thesis, we are proposing
two new PWM strategies to reduce the RMS value of DC link capacitors’
absorbed current and to reduce the switching losses. A reduction
in DC link capacitors’ RMS current value also leads to a reduction
of DC link voltage ripple. In order to do that, the proposed PWM
(Pulse Width Modulation) techniques base on utilizing 2 non adjacent
active vectors (for low reference voltage’s amplitude) or by utilizing
3 consecutive active vectors (for high reference voltage’s amplitude)
at each switching period. Analytical results show the effectiveness
of these strategies compared to that of Space Vector PWM Strategy
SVPWM in terms of RMS value for DC link capacitor current and in
terms of switching losses. Experimental results confirm their effectiveness.
Moreover, it is shown that these new strategies can be implemented
on DSP for real time applications.
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