Analyse du comportement d'un ensemble alternateur tétraphasé-convertisseur matriciel à commutation naturelle connecté sur un réseau triphasé

par Rasool Kazemzadeh

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur. Génie électrique

Sous la direction de Jean-Marie Kauffmann.

Soutenue en 2005

à Besançon .


  • Résumé

    ACe mémoire porte sur l'étude d'un alternateur à 4 phases connecté à un réseau triphasé par l'intermédiaire d'un convertisseur matriciel à commutation naturelle. Dans un premier chapitre nous présentons le principe de fonctionnement du générateur actif (alternateur et convertisseur matriciel) connecté sur un réseau triphasé. Le critère de commutation, prenant en compte des grandeurs électriques mesurables a été déterminé. L'alternateur a été modélisé par la réactance subtransitoire et la FEM rapportée à cette réactance. Dans le chapitre 2, nous étudions par simulation le comportement électrique du générateur actif. Deux paramètres de réglage, un angle de pilotage et la force électromotrice permettent de contrôler les échanges de puissance entre le générateur actif et le réseau. Un modèle simplifié du système, basé sur un modèle du premier harmonique permet d'analyser les tensions et les courants à la fréquence fondamentale. Dans un troisième chapitre nous présentons un modèle global du type dipôle, utilisable pour définir les régulations de tension et de puissance. Nous définissons les axes de puissance coté réseau et nous déterminons les domaines de fonctionnement compte tenu des limites imposées par les taux de distorsion harmonique et les défauts de commutation. Le dernier chapitre est consacré au comportement du système en régime transitoire quand la machine fonctionne à vitesse variable ; dans ce cas nous contrôlons parfaitement la fréquence de sortie du convertisseur. Nous étudions enfin le comportement du générateur actif en cas de défaut au point de connexion sur le réseau. Le blocage des impulsions des thyristors permet de limiter les courants transitoires.

  • Titre traduit

    Behaviour of a four phase generator connected to a three phase electrical power grid through a natural commutated matrix converter


  • Résumé

    AThis research relates to the study of an electrical power generation through a multiphase machine and a natural commutated matrix converter. The generator runs at high speed and the converter works as frequency changer. The system, turbo alternator and matrix converter is called activegenerator. In a first chapter, the principle of operating is presented and the commutation criterion using only measurable values is determined. In the second chapter, the behaviour of a four phase active generator connected to a three-phase electrical power network is studied by simulation, through analysis of currents, voltages and power on two sides of the converter. Their frequency spectra are also analyzed. The main drawback is a high value for a current sub harmonic in the generator. Two adjustement parameters of the active generator that are piloting angle and electromotive force of the machine are chosen and their influences are studied. In a third part, a simplified model of the system at the fundamental frequency is proposed allowing the study of the power transferred between the generator and the networks. A single-phase equivalent model is presented for the whole of the system considering constant ratio between currents and voltages on the both side. The active and reactive power axes at network side are determined that gives the operating range. In a last part, the behaviour of the system in transient state has been studied when the machine runs at variable speed. In this case the converter output frequency is perfectly controlled. Network fault and behaviour of the system are also studied.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-161 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p.157-162

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Sc.2005.10.B
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