Filtrage actif triphase pour charges non linéaires

Three-phase active filter for nonlinear loads

• Auteur / Autrice : Abdelmadjid Chaoui
• Direction : Fateh Krim, Laurent Rambault, Jean-Paul Gaubert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Poitiers en cotutelle avec Sétif, Université Ferhat Abbas
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers ; 1984-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électronique de puissance

Estimation de paramètres

Filtres électriques actifs

Qualité -- Contrôle

Énergie

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'actions curatives afin d'améliorer la qualité de l'énergie et particulièrement compenser la pollution harmonique, la puissance réactive mais aussi les déséquilibres. Un filtre actif parallèle triphasé (SAPF) constitue le dispositif de dépollution et un pont PD3 alimentant une impédance de type R-L représente la charge non linéaire. Après une modélisation de la structure du SAPF, une synthèse sur l'estimation des paramètres le constituant, tel que la tension du bus continu Vdc, la valeur de la capacité de stockage Cdc et de l'inductance de couplage ou filtre de sortie Lf, nous a permis d'obtenir les paramètres optimaux qui sont exploités en simulation et de façon expérimentale. Avec des techniques de commande du type suivi de consigne, une PLL multivariable et un régulateur de type IP ont été synthétisés et leur stabilité et robustesse ont été confirmées avant d'être introduits dans les stratégies de commande développées. A partir des mesures des courants et des tensions du réseau respectivement isi, vsi, ainsi que de la tension du bus continu Vdc, des techniques de commande en courant, en tension et en puissance ont été élaborées et analysées en simulation puis validées expérimentalement sur le banc d'essai du laboratoire. Une comparaison détaillée est établie avec comme critères la simplicité d'implémentation, la stabilité et la robustesse de la commande aux différents régimes équilibré et déséquilibré, la présence de la HF et finalement la qualité de l’énergie fournie relativement aux normes imposées.

This thesis is in keeping with the general pattern of curative operations in order to improve energy quality and particularly to make up for harmonic pollution, reactive power but also unbalances. A three-phase shunt active power filter (SAPF) constitutes the disturbances mitigation device and a PD3 bridge feeding a type R-L impedance represents the nonlinear load. After a modelling of the SAPF structure, a synthesis on the parameters estimation, such as the DC voltage Vdc, the value of storage capacity Cdc and the coupling inductance or output filter Lf, enabled us to obtain the optimal values of parameters which are exploited in simulation and in an experimental way. With techniques based on tracking control design, a multivariable PLL and a type IP regulator were synthesized and their stability and robustness were confirmed before being introduced into the developed strategies of order. From network currents and voltages measurements respectively isi, vsi, as well as DC voltage Vdc, control techniques were worked out running in current, in voltage and power and analyzed in simulation then validated in laboratory experiment test bench. A detailed comparison is made with criteria as the simplicity of implementation, the stability and the robustness of the order to the various modes balanced and unbalanced, the HF presence and finally the energy quality provided relating to the imposed standards.