Etude d’une loi de commande En Courant par hystérésis à bande Adaptative pour un onduleur de tension

Abstract

L’utilisation de l’électronique de puissance pour la conversion de l’énergie électrique se généralise dans un nombre sans cesse croissant de secteurs d’activités. Ceci est lié, sans aucun doute, aux récents progrès réalisés en matière de composants semi-conducteurs ainsi qu’à une certaine maturité des techniques de synthèse de la structure des convertisseurs statiques. Il semble néanmoins rester un effort conséquent à produire au niveau de la commande de ces dispositifs [BEG08]. Parmi les systèmes de l’électronique de puissance, les onduleurs sont de plus en plus exploités dans des applications diverses. On les retrouve dans des applications domestiques et ainsi que industrielles. Ces convertisseurs ont subi une évolution importante, poussés d’une part par le développement des composantes à semi-conducteurs entièrement commandables, puissantes, robustes et rapides. D’autre part, par leurs systèmes de commande. Leur fonctionnement nécessite le contrôle de l’amplitude du courant de sortie avec de bonne qualité et sa régularité en poursuite de courant de référence [YAO93][MAL96][BEG08]. Ceci est assuré par un système de commande adéquat. En effet, afin de s’intéresser à ces conditions de fonctionnement, la commande en courant par hystérésis est bien adoptée à ce type de convertisseurs , dont la robustesse vis-à-vis des variations de paramètres et la simplicité de la mise en oeuvre constituent les atouts de cette stratégie de commande plusieurs travaux de recherches réalisés sur ce type de commande pour l’onduleur [NIC96][NIC96][belho1]. En Cependant, la dégradation de ses caractéristiques se généralise dans plusieurs termes tels que, le fonctionnement à fréquence de commutation libre, la position des impulsions de commande non contrôlée et l’apparition du phénomène d’interférence pour les systèmes triphasés à neutre isolé. Ces inconvénients peuvent être remédiés par une autre version de contrôle par l'hystérésis à base des algorithmes plus avancés [YAO93] [MAL96] [MAL97][ BEG08]. Notre objectif est d’étudier une technique permettant l’adaptation de la bande d’hystérésis afin de contourner les inconvénients inhérents au contrôle par hystérésis conventionnel et d’avoir de bonne qualité du courant en sortie avec un filtrage facile à réaliser. De manière à atteindre ces objectifs de recherche, ce mémoire est divisé en quatre chapitres :Le premier chapitre fait l’objet de la présentation des généralités sur les systèmes de l’électronique de puissance. Nous présentons les différents composants de puissance, les différents convertisseurs statiques avec une grande attention retenue aux onduleurs qui seront choisis pour l’application dans ce mémoire, et ainsi qu’un aperçu sur certaines stratégies de commande PWM. Dans le deuxième chapitre nous présentons le principe de la commande par hystérésis à bande fixe et à bande sinusoïdale de l’onduleur de tension monophasé. Pour les deux commandes, nous présentons les résultats de simulations numériques à l’aide du logiciel Matlab/Simulink pour les différentes bandes, afin d’examiner les performances de cette loi de commande ; Dans le troisième chapitre nous présentons le principe de la commande par hystérésis à bande adaptative Ainsi que la simulation de la commande par hystérésis de l’onduleur, afin d’examiner les performances de cette loi de commande . Le quatrième chapitre présente l’étude théorique de la commande en courant par hystérésis appliquée à l’onduleur de tension triphasé alimentant une charge active équivalente à un moteur alternatif. Nous présentons le principe de la commande en courant par hystérésis à bande fixe (conventionnelle) pour les deux cas, onduleur à neutre relié et à neutre isolé, puis le deuxième type de modulation par hystérésis à bande adaptative. Le travail s’achève par une conclusion générale et des perspectives. Une riche référence bibliographique est présentée par la suite.