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Thèse Année : 1995

OPTIMISATION DE LA COMMANDE D'UN ONDULEUR MLI A TROIS NIVEAUX DE TENSION POUR MACHINE ASYNCHRONE

Résumé

The control of two-level PWM inverters has been improved these last years. Consequently, the variable speed control of medium and large power induction motor drives have better performances. Three-level inverters are recently used and allow to improve the currents in the motor and to increase the power of the drives. At first, we develop the computation methods and the limits of the main sinusoidal modulation methods. Some of them are adapted and efficient to control the asynchronous machine at low speed. We propose a systematic method to build an optimised PWM control strategy. The PWM waves are computed to minimise current harmonics and pulsating torques. The method is applied to a specific example. The control is implemented on the 80C196KC microcontroller. The simulation of the induction machine in steady state allows to study the performances of the PWM waveforms. The good agreement between theoretical and experimental results proves the preservation of the features of the optimised PWM waves by the real time generation method. The study of the association of the optimised control with a vector control law allows to prove the feasibility of such a control. It allows to project the improvement of medium and large power drives performances both in steady state and dynamic working.
Les progrès réalisés ces dernières années dans la commande des onduleurs MLI à deux niveaux de tension pilotant en vitesse variable des machines asynchrones de moyenne et grande puissance ont permis d'améliorer sensiblement les performances. L'utilisation récente des onduleurs MLI à trois niveaux de tension est très prometteuse en raison de la capacité de cette nouvelle structure d'onduleur à améliorer la qualité des courants dans la machine et à étendre sa commande à des domaines de puissance supérieurs à 2 MW. Nous définissons le principe de calcul et les limites de validité des principales techniques de modulation sinusoïdales à trois niveaux. Certaines d'entre elles se révèlent être tout à fait adaptées et performantes pour commander la machine dans les zones de faible vitesse. Nous proposons ensuite une méthode systématique de construction d'une commande optimisée. Les signaux sont calculés pour minimiser les harmoniques de courant et les pulsations de couple. Cette méthode est appliquée à un exemple concret, et la commande est implantée sur le microcontrôleur 80C196KC. La simulation des régimes établis permet d'affiner les études qualitatives des signaux. La bonne concordance entre les résultats expérimentaux et les résultats théoriques permet de confirmer la conservation des caractéristiques des signaux par la méthode de génération en temps réel. L'étude de l'association de la commande optimisée et d'une loi de contrôle vectoriel permet enfin de prouver la faisabilité d'un tel contrôle. Elle permet d'envisager l'amélioration des performances des entraînements de grande puissance en régimes permanent et transitoire simultanément.
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Dates et versions

tel-00828554 , version 1 (31-05-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00828554 , version 1

Citer

Daniel Depernet. OPTIMISATION DE LA COMMANDE D'UN ONDULEUR MLI A TROIS NIVEAUX DE TENSION POUR MACHINE ASYNCHRONE. Energie électrique. Université de Reims - Champagne Ardenne, 1995. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00828554⟩
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