Transmission de données par courants porteurs en ligne sur un réseau modulé en largeur d'impulsion

Data transmission using power line communication over a pulse width modulated network

• Auteur / Autrice : Marc-Anthony Mannah
• Direction : Mohamed Machmoum, Christophe Batard, Nicolas Ginot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique. Génie électrique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École polytechnique de l'Université de Nantes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modulation de phase en quadrature

Modulation d'impulsions en durée

Données -- Transmission

Courants porteurs en ligne (informatique)

Mots clés libres

Modulation QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)

Coupleurs

Communications

Onduleur

Energie

Résumé

Ce travail de thèse traite de l’application de la technologie des Courants Porteurs en Ligne (CPL) au sein d’une association convertisseur machine à des fins de commande et de monitoring. La technologie des CPL est très répandue dans les réseaux domestiques sinusoïdaux. Elle permet la transmission de données numériques par les câbles dédiés au transport de l’énergie électrique de l’habitat. Dans une application convertisseur machine, le réseau électrique est un réseau Modulé en Largeur d’Impulsions (MLI). Une étude approfondie du signal MLI et des essais, menés avec des coupleurs CPL domestiques sur un réseau MLI, permettent de mettre en relief les limitations de cette technologie. Suite à cette étude, des coupleurs adaptés aux exigences du réseau MLI et fonctionnant dans la bande de fréquence 55 MHz – 85 MHz sont développés. Les débits nécessaires dans une application commande de machine font l’objet de discussions. Une modulation mono porteuse QPSK est retenue. Les essais expérimentaux sont réalisés sur une plateforme composée d’un ensemble convertisseur machine et assurant un transfert de données à 1,6 Mbit/s. Ces essais montrent la faisabilité de la communication par CPL dans un réseau MLI.

This thesis studies the use of the Power Line Communication PLC technology in a motor inverter association for purposes of controlling and monitoring. This technology is widely used in domestic applications and allows a reliable communication through the sinusoidal electrical network. In a motor drive application, the electrical network is a Pulse Width Modulation network and consequently this technology may not work. Following a thorough study of the PWM signal, a series of experimental measurements using the domestic PLC modems over the PWM network were carried out and have underlined the inefficiency of the sinusoidal PLC technology. Based on the obtained results and on the PWM network requirements, we have developed industrial PLC couplers. The good functioning of these couplers has been validated in the frequency band 55 MHz – 85 MHz. A study of the required throughput in motor drive applications led us to define the QPSK modulation for data transmission. The modem was developed and communication was tested under different conditions with a throughput equal to 1. 6 Mbits/s. The different experimental measurements have demonstrated the PLC communication feasibility over the PWM network.