Thèse soutenue

Modélisation des convertisseurs à découpage pour la conception et la commande : application à l'onduleur

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Auteur / Autrice : Philippe Lautier
Direction : Jean-Marie Rétif
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône1992-2007)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marie Rétif

Résumé

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La grande disparité des échelles de temps dans les systèmes à base de convertisseurs à découpage, implique des temps de simulation prohibitifs dans un contexte de conception globale de l'ensemble ou de commande. Nous présentons une méthode systématique de construction de schémas électriques moyens équivalents, communément appelés "modèles moyens", permettant de représenter, avec une très bonne précision, les grandeurs variant lentement devant la fréquence de découpage du convertisseur. La construction de ces modèles est basée sur le formalisme des graphes de liens et l'analyse de la causalité algébrique. Ainsi, dans les cas de systèmes causaux, les équations représentant le système n'admettent qu'une solution unique. Les risques de divergence de la simulation sont donc limités. Les méthodes de mesure et d'extraction des paramètres de ces modèles sont présentées et comparées aux besoins des modèles de comportement. Nous avons appliqué ces principes au cas de l'onduleur triphasé. Un banc de test de 30 kW, équipé d'un système de commande "temps réel" a été mis en place et modélisé, pour la validation des simulations. Les résultats obtenus sont très proches de l'expérimentation. La sensibilité du modèle du convertisseur à ses différents paramètres a ensuite été discutée dans un objectif de simplification du modèle et des étapes d'identification. Dans la majorité des cas, seule la prise en compte des temps morts est indispensable. Enfin, un exemple d'exploitation des modèles moyens en automatique est donné. Il consiste à compenser les distorsions dues au convertisseur de manière à se ramener à un convertisseur idéal. Cette compensation a été testée sur notre banc d'essais et donne de bons résultats, sans augmenter le temps de calcul de la boucle de commande.