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Single phase five levels inverter using Leblanc transformer for power quality improvement

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Rageh, Mohamed (2018). Single phase five levels inverter using Leblanc transformer for power quality improvement. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Non-linear loads that rely on electrical power generate harmonic currents that disturb the power supply and cause disruptions with other users, which results in signal alteration and high harmonic power. The resulting harmonic currents are able to provoke a heating of the material and a breakdown of the protection systems. Thus, as a solution, active power filters are used to reduce disturbances. Nevertheless, different methods of extracting harmonic currents that are used to control the active power filters, most of the time assume that the filter elements have little effect on the performance of the control system if it is well designed, algorithms.

In the past, Leblanc and Scott connected transformers used to be a means to interconnect three-phase and two-phase systems. Today, three-phase systems have become so universal that it is seldom to require such connections. They can also be utilized to diminish the scale of phase unbalance in the cases where single-phase loads are fed from three-phase supplies. In other words, it is possible that they might still be encountered, on occasions, for such applications.

The main objective of this project is to supply single-phase loads such as electrified railway systems, electric vehicle chargers or to supply residential groups using solar or wind energy connected from a three-phase network. A configuration that is used as an interface from a single phase to the three-phase power grid and loads including five-level dc/ac converter uses Leblanc transformer/Scott transformer. Both converters enable compensating harmonics, reactive power and load imbalances, the link between two single-phase sources and a three-phase source. A control is also developed to achieve these objectives, a technique of balancing of the currents allowed to balance the two currents in the secondary of the Leblanc transformer is proposed, which has an impact on the balance of current on the side of the three-phase network at the primary of the Leblanc transformer.

Titre traduit

Amélioration de la qualité de l'énergie utilisant un onduleur monophasé à cinq niveaux et transformateur Leblanc

Résumé traduit

Les charges non linéaires qui s’appuient sur la puissance électrique engendrent des courants harmoniques qui perturbent l'approvisionnement électrique et génèrent des interférences avec les autres usagers, ce qui provoque une altération du signal et une puissance harmonique importante. Les courants harmoniques qui en découlent sont capables de créer un échauffement du matériel et une panne des systèmes de protection. Ainsi, on utilise les filtres de puissance actifs pour diminuer les dérèglements. Néanmoins, différentes methods d'extraction des courants harmoniques qui sont utilisées afin de maitriser les filtres de puissance active, supposent la plupart du temps que les éléments du filtre ont un faible effet sur les performances du système de contrôle s’il est bien conçu, algorithme.

L'objectif principal de ce projet est d'alimenter des charges monophasées telles, les trains électriques, des chargeurs de véhicules électriques ou d’alimenter des groupements de résidences utilisant de l’énergie solaire ou éolien à partir d’un réseau triphasé. Une configuration permettant d’être utilisée comme interface le réseau électrique triphasé et les charges, comprend deux convertisseur dc/ac cinq niveaux et un transformateur Leblanc. Les deux convertisseurs activent comme compensateur d’harmoniques, de puissance réactive et de déséquilibre de la charge, le second comme un lien entre deux sources monophasés et une source triphasé. Un control est aussi développé pour réaliser ces objectifs, une technique de balancement des courants a permis de balancer les deux courant au secondaire du transformateur Leblanc, ce qui un impact sur l’équilibre des courant du côté du réseau triphasé au primaire du transformateur Leblanc.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment fo a master's degree with thesis in electrical engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 111-116)
Mots-clés libres: filtre actif de puissance, compensation d'harmoniques de courant, qualité d’énergie
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Al-Haddad, Kamal
Codirecteur:
Codirecteur
Hamadi, Abdelhamid
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 19 nov. 2018 20:38
Dernière modification: 19 nov. 2018 20:38
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2154

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