Modélisation, commande et réalisation d'un convertisseur matriciel

Abstract

Ce travail s'intéresse à l'étude et la réalisation d'un type de convertisseur AC/AC direct, connu sous le nom de convertisseur matriciel, et de son application à la conduite d'une machine asynchrone. Pour cela, nous avons modélisé la machine asynchrone et le convertisseur matriciel. Afin d'obtenir l'amplitude et la fréquence désirée, nous avons utilisé quatre stratégies de commande du convertisseur matriciel, la stratégie de modulation à trois intervalles, la subharmonique, la MLI calculée et la MLI vectorielle. Puis, nous avons implémenté l'algorithme de commande en boucle qui est la MLI à trois intervalles, nous avons dimensionné le circuit de puissance et réalisé toutes les cartes électroniques de mesure et d'interfaçage. Nous avons remédié au problème de commutation du courant par l'application d'un circuit d'aide à la commutation que nous avons dimensionné. Ensuite, nous avons alimenté une charge R,L triphasée avec ce convertisseur, puis une machine asynchrone. Les résultats de simulations et pratiques ont montré que l'étude faite est très satisfaisante et que la pratique a justifié la pratique. Notre travail comporte six chapitres qui sont structurés comme suit: Le premier chapitre est consacré à la modélisation de la machine asynchrone triphasée en vue d'une alimentation par convertisseurs statique. Au deuxième chapitre, nous présentons la modélisation du convertisseur matriciel, en élaborant son modèle de connaissance à partir du réseau de Pétri, et son modèle de commande. Dans le troisième chapitre, nous avons développé les différentes stratégies de commande qui sont: 1. La stratégie de modulation MLI à trois intervalles. 2. La stratégie de modulation subharmonique. 3. La MLI calculée. 4. La MLI vectorielle. Au quatrième chapitre, nous avons implémenté la MLI à trois intervalles sur la carte DSP utilisée. Au cinquième chapitre, nous avons dimensionné le circuit de puissance, et nous avons réalisé les différentes cartes d'alimentation, de mesure et d'interface pour la commande des IGBT. Au dernier chapitre, nous avons donné les différents résultats expérimentaux, à commencer par l'étalage des résultats de l'association du convertisseur à une charge R,L triphasée, puis à une machine asynchrone de 1.1 kW. Nous avons clôturé notre travail par une conclusion.