Thèse soutenue

Conception, Synthèse et Application d’une Nouvelle Commande Robuste par PID Fractionnaire pour Les Onduleurs Multiniveaux

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Auteur / Autrice : Kambiz Arab Tehrani
Direction : François-Michel SargosIgnace Rasoanarivo
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance le 15/11/2010
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche en énergie électrique de Nancy (Vandœuvre-lès-Nancy)
Jury : Président / Présidente : Jean-François Brudny
Examinateurs / Examinatrices : François-Michel Sargos, Ignace Rasoanarivo, Jean-François Brudny, Hubert Razik, Mohamed Fouad Benkhoris, Babak Nahid-Mobarakeh
Rapporteurs / Rapporteuses : Hubert Razik, Mohamed Fouad Benkhoris

Résumé

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Cette thèse présente une nouvelle extension d’onduleur multiniveaux, appelé ‘Multi Neutral Point’ (MNP). Cet onduleur est déduit des topologies des structures multiniveaux ‘Neutral Point Clamped’ (NPC) et ‘Multi Point Clamped’ (MPC). Les intérêts de cette extension sont: l’absence de diodes de bouclage, la possibilité de disposer de tous les nombres de niveaux, pairs et impairs et possibilité de fonctionner en mode dégradé. Nous avons élaboré une commande rapprochée simple des transistors de puissance, d’abord pour un MNP à 3 niveaux, ensuite pour les nombres de niveaux supérieurs. Nous avons comparé les pertes de puissance d’un onduleur MNP et d’un onduleur NPC. Les pertes de l’onduleur MNP sont largement inférieures à celles de l’onduleur NPC. Dans l’optique de contrôler en courant l’onduleur MNP, une stratégie nouvelle par régulateur PID d’ordre fractionnaire est également développée. Ce contrôle permet de diminuer nettement les erreurs d’amplitude et de phase entre le courant de référence et le courant de charge. La méthode nécessite le réglage des différents paramètres de contrôle en utilisant le principe d'optimisation ‘’multi-objectif’’. Le fonctionnement de l’ensemble convertisseur-contrôle-commande est enfin largement validé par simulation et par expérimentation