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Convertisseur à cellule empilée à faible taux de distortion harmoniques : conception et mise en oeuvre

Grégoire, Luc-André (2010). Convertisseur à cellule empilée à faible taux de distortion harmoniques : conception et mise en oeuvre. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce mémoire traite brièvement de différentes topologies convertisseurs multi-niveaux et en présente une nouvelle. Cette topologie peut être utilisée en mode onduleur ou redresseur. Dans les deux cas l’algorithme de contrôle est expliqué en détail. Par la suite, sa stabilité est démontrée de trois différentes façons. En utilisant Matlab/Simulink et la librairie SimPowerSystem, des simulations sont effectuées pour optimiser les différents gains des contrôleurs de manière empirique. Ensuite la plateforme de développement dSPACE est utilisée pour valider la commande sur le convertisseur physique. Finalement à l’aide d’une carte de développement rapide FPGA le même algorithme de commande est implanté. La mise en oeuvre sur trois différentes plateformes permet d’identifier les limitations de chacune d’entre elle. Aussi lors d’une commercialisation future, la carte de développement FPGA présente des coûts largement inférieurs au contrôleur dSPACE. Comme le but de ce convertisseur est le rendement énergétique, nous observerons le taux de distorsion harmonique, ainsi que la fréquence de commutation. Dans le cas du mode redresseur, un facteur de puissance unitaire fera également parti des objectifs à atteindre.

Titre traduit

Conception and implementation: packed U-cell power converter with low harmonics distortion

Résumé traduit

This document gives an overview of the different multilevel topology as well as a new one that has been use in this study. This new topology can be use in inverter mode or rectifier mode. In both case, the control algorithm is explain in detail. Its stability will be demonstrated on three different platforms. First, using Matlab/Simulink and the SimPowerSystem library simulation has been made to determine to optimal value for the controller gain. Then a physical converter is controlled using the dSPACE board. Finally, the same control is implemented on a fast prototyping FPGA board. Using the three different platform allows to see the advantage and limitation of each. Also, if commercialised, the fast prototyping FPGA board would be much cheaper then the dSPACE system. The main goal of this converter is high efficiency; therefore we will emphasize the study on the total harmonic distortion and the switching frequency. In the rectifier mode, a power factor of one should also be obtained.

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 en génie électrique". Bibliogr. : f. [86]-87.
Mots-clés libres: Convertisseurs électriques Conception et construction. Convertisseur multiniveaux, contrôleur FPGA, simulation temps réel, filtre actif
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Al-Haddad, Kamal
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 18 nov. 2010 16:40
Dernière modification: 20 janv. 2017 21:19
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/301

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