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Conception d'un convertisseur PUC5 dans un système multicellulaire et multiniveau de basse tension

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Labbé, Philippe-Alexandre (2018). Conception d'un convertisseur PUC5 dans un système multicellulaire et multiniveau de basse tension. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

De nos jours, les convertisseurs multiniveaux et modulaires (MMC) sont devenus un des principaux sujets de recherche en électronique de puissance pour plusieurs raisons : faible THD, possibilité de moyennes et hautes tensions, modularité, etc. Or, ils s’adaptent bien mal aux applications de faible tension qui, eux aussi, bénéficieraient de ces avantages. Conséquemment, l’utilisation de cette topologie série engendrerait des cellules dont la tension est très faible, ce qui n’est pas pratique. Une topologie parallèle a été développée qui permet de garder la stratégie modulaire du MMC pour les applications de faible tension. Un onduleur de 5 niveaux de type « Packed U-Cell » (PUC5) a été utilisé pour implémenter l’algorithme. De plus, des transistors au Nitrure de Gallium (GaN) ont été utilisés. Des formes d’onde multiniveaux sont générées au point de couplage commun (PCC) CA à l’aide d’une inductance interbranche et d’un déphasage entre les porteuses triangulaires des cellules. Le contrôle de cette topologie est décentralisé, c’est-à-dire que chaque convertisseur n’a besoin que des paramètres du réseau électrique et d’un pulse de synchronisation. Les résultats de simulation et d’expérimentation sont présentés pour un système autonome et monophasé.

Titre traduit

Conception of a PUC5 converter in a modular and multilevel system for low voltage applications

Résumé traduit

Nowadays, modular multilevel converter (MMC) has become one of the main topics in power electronics for many reasons: low THD, medium to high voltage capability, very high modularity, etc. Though, many low voltage applications could benefit from the modularity and the power quality. Subsequently, the use of such a serial topology at low voltage would require a very small voltage cell for a same number of level which is not practical. An interleaved inverter approach has been developed which allows modular multilevel strategies for low voltage applications. A five-level Packed U-Cell (PUC5) inverter is used to implement the algorithm in addition to Gallium Nitride switches technology. Multilevel voltage waveforms are obtained at the AC point of common coupling (PCC) using a carrier phase shift synchronization between the cells in combination with an interleave inductance. All the control process is decentralized as each cell only requires the grid parameters and the synchronization pulse. Simulation results are presented and experimentation is conducted with two cells in parallel in single phase and standalone mode.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie électrique." Comprend des références bibliographiques (pages 205-208).
Mots-clés libres: convertisseur multiniveau, nitrure de gallium, onduleurs parallèles, PUC5
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Al-Haddad, Kamal
Codirecteur:
Codirecteur
Dubé, Éric
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 01 nov. 2018 16:15
Dernière modification: 01 nov. 2018 16:15
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2113

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