MLI vectorielle et commande non linéaire du bus continu des onduleurs multiniveaux : application à la conduite de la machine asynchrone

Abstract

L’objectif de ce travail a été d’étudier la commande de la cascade redresseur-onduleur multiniveaux-machine électrique. La modélisation et la commande par MLI vectorielle de l’onduleur à deux, à trois et à cinq niveaux ont été exposées. Ainsi, une méthode générale et une méthode simplifiée de la modulation vectorielle ont été exposées, suivies d’une étude comparative. Le problème d’équilibrage des sources continues de l’onduleur à trois niveaux et à cinq niveaux a été étudié et résolu par un choix approprié des vecteurs redondants. La théorie de la commande non linéaire par retour d’état linéarisant est appliquée pour l’asservissement de la tension du bus continu reliant le redresseur à deux niveaux à l’onduleur multiniveaux. En plus de la stabilisation de cette tension continue, cette commande linéarisante permet de réduire l’appel de puissance réactive du réseau électrique d’alimentation, et d’avoir ainsi un facteur de puissance unitaire. La commande par retour d’état linéarisant est appliquée pour la commande de la machine asynchrone alimentée par la cascade. Le sujet de la thèse consiste à étudier la cascade d’alimentation d’une machine asynchrone, et de commander cette cascade d’une manière à obtenir les performances requises, que ce soit du point de vue qualité de la tension fournie par la cascade, ou du point de vue effet de la cascade sur le réseau triphasé d’alimentation. Dans le premier chapitre, nous allons étudier la commande en modulation de largeur d’impulsion de l’onduleur, et en particulier la modulation vectorielle. Nous développerons l’algorithme de la modulation vectorielle dans le cas de l’onduleur à deux niveaux, à trois niveaux et à cinq niveaux. Dans le deuxième chapitre, on va développer un algorithme simplifié de la modulation vectorielle, suivi d’une étude comparative avec la méthode classique traitée dans le premier chapitre. Dans le troisième chapitre, On va traiter le problème de déséquilibre des sources de tension des onduleurs multiniveaux. Nous allons profiter des états redondants de l’onduleur pour assurer l’équilibrage des tensions aux bornes des condensateurs de la source continue. Ces états redondants produisent le même vecteur tension de sortie, mais qui ont des effets opposés sur les tensions des condensateurs à l’entrée de l’onduleur.