Etude et optimisation de convertisseurs DC-AC à commutation pré-calculée, associée à un filtre LC

par Kamal Meghriche

Thèse de doctorat en Robotique

Sous la direction de Abderrezzak Cherifi.

Soutenue en 2006

à Versailles-St Quentin en Yvelines .


  • Résumé

    Le travail de cette recherche consiste à développer des modèles de convertisseurs DC-AC monophasés et triphasés en vue de déterminer les angles de commutation permettant d’avoir, à nombre donné de commutation par période et à valeur efficace donnée de la tension de sortie, une source de tension dont le taux d’harmonique est le meilleur (le plus faible). Principalement, deux modèles ont été développés. Dans le premier modèle, la tension vue par le condensateur du filtre d’harmoniques est bipolaire (alternative). Afin d’augmenter le seuil de la tension de claquage du condensateur à valeur efficace égale de la tension de sortie, un second modèle a été développé. Ce modèle permet de garder une tension unipolaire entre les bornes du condensateur tout en faisant satisfaire l’objectif principal de réduction d’harmonique. Les énergies renouvelables étant appelées à être développées, une application pour injecter l’énergie dans le réseau où les puissances active (P) et réactive (Q) sont maîtrisées, a été proposée et testée en simulation. Cette application peut aussi bien être utilisée pour la correction statique du facteur de puissance. Une plateforme expérimentale, pilotée par microcontrôleur, a été développée afin d’être utilisée dans les tests de validation expérimentale des différents résultats obtenus en simulation. A l’exception de la correction statique du facteur de puissance, tous les résultats de simulation ont été testés et validés expérimentalement. Les résultats expérimentaux montrent une tension de sortie de très bonne qualité malgré l’utilisation d’un nombre de commutation par période extrêmement réduit. Cela permet de réduire les contraintes et les pertes par commutations des interrupteurs de puissance.

  • Titre traduit

    Study of DC-AC converters optimizationusing pre-calculated switching angles and LC filter


  • Résumé

    This research work consists to develop both single-phase and three-phase DC–AC converter models so as to determine the switching angles allowing to obtain the best possible harmonic rate for a given number of commutations per period and mean square inverter output voltage. Two inverter models were mainly developed. In the first model, the harmonics filter capacitor sees as bipolar (AC) voltage. In order to increase the threshold level of the capacitor breakdown voltage to equal the mean square inverter output voltage value, another inverter model was developed. This model allows keeping a unipolar voltage across the capacitor while fulfilling the main harmonics distortion reduction objective. As a contribution to the renewable energies development efforts, an application to feed (inject) the energy back to the network, where true power (P) and reactive power (Q) are kept under control, was proposed and tested in simulation. This application could be used for static power factor correction (PFC) as well. A microcontroller-based experimental setup was developed to carry out experimental validation tests of the different simulation results. Apart from static PFC correction, all simulation results were tested and validated experimentally. Despite using a reduced number of commutations, the obtained experimental results show a good quality inverter output voltage. This allows reducing the stressing constraints and switching losses undergone by the inverter power switches.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XII-110 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 97-100

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