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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique _____________________________________ Université Dr. Tahar Moulay de Saïda Faculté de la Technologie Département d’Electrotechnique Mémoire de Fin d’Etudes En vue de l’obtention du diplôme de Master (LMD) Spécialité : ELECTROTECHNIQUE INDUSTRIELLE Filière : ELECTROTECHNIQUE Intitulé : Commande directe de puissance d’un redresseur MLI triphasé de structure NPC à trois niveaux Présenté par : Hadji Khadidja Smail Somia Devant le jury composé de : Soutenu le 03/07/2019 Promotion 2018-2019 Pr.MILOUD Yahia Président Pr.HARTANI Kada Encadreur Dr.Bouanane Abdelkrim Examinateur Dr. Mohemmed Chikouche Tarik Examinateur Remercîments Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué aux : • Laboratoire de génie Electrotechnique (LGE) à l université de Saida Dr. Moulay Tahar sous la direction du monsieur le Professeur Hartani Kada avant tous, Nous remercions Dieu, qui nous a éclairé le chemin de la science et de la connaissance et nous a aidés à accomplir ce devoir et nous accorde le succès à l'achèvement de ce travail rencontrées Nous tenons à exprimer notre reconnaissance à notre directeur de mémoire Monsieur HARTANI KADA, pour la confiance qu’il nous a témoigné et nous a accueillis au sein de la et de nous avoir proposé ce sujet de mémoire dans les cours et les travaux qui ont été pour nous une source d’inspiration. Nous voulons également lui exprimer nos remerciements pour la direction de ce travail et les moyens mêmes à notre disposition pour terminer notre mémoire. Nous le remercions aussi profondément pour sa disponibilité, ses orientations et ses remarques fructueuses et qu’il trouve ici l’expression de notre profonde gratitude. Nous tenons à remercier nos parents par leur patience, leur encouragement et leur disponibilité avec nous dans chaque instant.Nous adressons notre vif remerciement à tous les enseignants qui, par leur enseignement, leur encouragement et leur aide, ont contribué à notre formation.  Pr.Miloud Yahia  Dr.Terres Tahar  Dr.Tarik Chikouche  Dr.Bouanane Abdelkrim  Dr.Awedj Norreddine  Dr.cherifi Djamila  Dr.Belgacem Khayra  Drif Malika Nos remerciements vont également aux membres du jury pour l’honneur qu’ils nos ‘ont fait en participant à l’évaluation de ce travail, aussi à tous ceux qui, par leur encouragement ou leur amitié, ont contribué à l’aboutissement de ce travail. Dédicaces Nous dédions ce travail : À nos pères et mères qui nous ont donné le jour et nous ont apporté le soutien financier et morals si nécessaires à notre étude A nos frères et sœurs : Hadji abderahmen ,Hadji abdellah,Hajii souad, Hadji Nour El Houda Et tous la famille Smail :Hakim,Amine,Souad,Khadidja,Boudaoud,Moumen la famille Ouldkada :Zahia,Hafida,mokhtariya,Ahlem, A nos amis :Belgacem Aysha, Belgacem Fatima, Benyucef Hafsa,Frihi fatima A tous nos enseignants À tous ceux qui ont contribué de loin ou à proximité Finalement, Nous dédions ce travail à toute la promotion ELT Master 2 2018-2019 Table des matières Liste des symboles ________________________________________________________________ 1 Liste des figures __________________________________________________________________ 3 Liste des tableaux ________________________________________________________________ 4 Introduction générale ______________________________________________________________ 5 Chapitre 1 Modélisation et commande directe de puissance d’un redresseur MLI triphasé à deux niveaux 1.1 Introduction ______________________________________________________________________ 7 1.2 Modèle du redresseur MLI___________________________________________________________ 7 1.3 Commande DPC d’un redresseur MLI triphasé à 2 niveaux ________________________________ 10 1.3.1 Principe de la commande DPC _____________________________________________________ 10 1.3.2 Sélection de vecteur dans la nouvelle table de commutation ______________________________ 13 1.3.3 Régulation du bus continu ________________________________________________________ 15 1.3.3.1 Synthèse de régulateur __________________________________________________________ 16 1.4 Résultats et discussion _____________________________________________________________ 17 1.4.2 1er essai : Application d’un échelon de tension suivi d’une variation de charge ________________ 17 1.4.2 2ème essai : Application d’un échelon de tension suivi d’une variation de charge ______________ 19 1.5 Conclusion ______________________________________________________________________ 21 Bibliographie _______________________________________________________________________ 22 Chapitre 2 Modélisation du redresseur MLI triphasé de structure NPC à trois niveaux commandé par la technique MLI vectorielle 2.1 Introduction _____________________________________________________________________ 24 2.2 Modélisation du redresseur à trois niveaux de structure NPC ______________________________ 24 2.2.1 Structure du redresseur à trois niveaux _______________________________________________ 24 2.2.2. Configurations et fonctionnement d’un bras du redresseur à trois niveaux __________________ 25 2.3. Modèle de la commande de l’onduleur à trois niveaux de type NPC _________________________ 28 2.3.1. Hypothèses ____________________________________________________________________ 28 2.3.2. Commande complémentaires des onduleurs à trois niveaux ______________________________ 28 2.3.3 Fonction de connexion ___________________________________________________________ 29 2.3.4 Fonction de connexion des demi –bras _______________________________________________ 29 2.3.5 Fonction de conversion ___________________________________________________________ 29 2.3.6 Modèle de connaissance __________________________________________________________ 30 2.4. Technique de la commande vectorielle d’un redresseur à trois niveaux de structure NPC ________ 31 2.4.2 Calcule du vecteur de tension de référence et diagramme vectoriel : _______________________ 31 2.4.2 Calcul du secteur d’appartenance ___________________________________________________ 35 2.4.3 Calcul de la région d’appartenance __________________________________________________ 35 2.4.4 Calcul des rapports cycliques et les temps de commutation _______________________________ 36 2.5 Modèle du redresseur MLI triphasé de structure NPC _____________________________________ 39 2.6 Les applications du redresseur MLI à trois niveaux ______________________________________ 41 2.7 Conclusion ______________________________________________________________________ 42 Bibliographie _______________________________________________________________________ 43 Chapitre 3 La commande DPC de redresseur MLI triphasé de structure NPC à trois niveaux 3.1 Introduction _____________________________________________________________________ 44 3.2 Le modèle vectoriel dans un repère orthogonal __________________________________________ 45 3.3 Déséquilibre de la tension du point milieu du bus continu _________________________________ 47 3.3.1 Effet du vecteur nul (VN) _________________________________________________________ 47 3.3.2 Effet du vecteur petit (VP) ________________________________________________________ 47 3.3.3 Effet du vecteur moyen (VM) : _____________________________________________________ 48 3.3.4 Effet du vecteur grand (VG) ______________________________________________________ 48 3.4 Modèle du redresseur MLI à trois niveaux à structure NPC _______________________________ 49 3.5 Le principe du contrôle direct de la puissance ___________________________________________ 50 3.5.1 Techniques DPC de redresseur à trois niveaux ________________________________________ 50 3.5.2 Analyse du modèle de contrôle de puissance __________________________________________ 51 3.5.3 Conception des comparateurs d'hystérésis ____________________________________________ 53 3.5.4 Conception du tableau de commutation ______________________________________________ 54 3.5.5 Contrôle de la tension du point neutre _______________________________________________ 55 3.6 Simulation et discussions __________________________________________________________ 57 3.6.1 1er essai : Réponse à un échelon de tension suivi d’une variation de charge __________________ 57 3.6.2. 2ème essai : Application d’un échelon de tension suivi d’une variation de charge ______________ 60 3.7 Conclusion ______________________________________________________________________ 63 Bibliographie _______________________________________________________________________ 64 Chapitre 4 Commande prédictive directe de puissance (PDPC) d’un redresseur MLI triphasé à trois niveaux de structure NPC 4.1 Introduction _____________________________________________________________________ 66 4.2 Commande prédictive de puissance __________________________________________________ 66 4.2.1 Principes de base du contrôle prédictif _______________________________________________ 66 4.2.2 Principe de la méthode MP-DPC _________________________________________ 67 4.2.3 Principe de la modulation spatiale de vecteurs ________________________________________ 70 4.3 Résultats et discussion _____________________________________________________________ 73 4.3.1. Première essai : Réponse à un échelon de tension suivi de l’application d’une variation ________ 74 4.3.2. Deuxième essai Application d’un échelon de tension et charge variable_____________________ 76 4.4 Conclusion ______________________________________________________________________ 78 Bibliographie _______________________________________________________________________ 79 Liste des symboles - 1 - Liste des symboles Variables : Pour le redresseur à deux niveaux : c b a V V V , , : Tensions simple du réseau rc rb ra V V V , , : Tensions d’entrée c b a i i i , , : Courants débités par le réseau f : Fréquence de réseaux c b a S S S , , : Etats des interrupteurs du redresseur Pour le redresseur à trois niveaux :  v v , : Tensions dans le repère ( , )  , , a b c e e e : Tensions simple du réseau sc sb sa v v v , , : Tensions simples d’entrée de redresseur 1 2 3 , , r r r V V V : Vecteurs de tension de référence sélectionnés dans les secteurs  i i , : Composantes du vecteur courant dans le repère stationnaire 2 1 2 1 2 1 , , , , , c c b b a a S S S S S S : Fonctions de demi bras i  : Secteur numéro i  : Position électrique dc i : Courant de sortie L i : Courant de charge dc v : Tension continu de sortie du redresseur * dc v : Tension continu de référence * * , P Q : Référence de la puissance active et réactive , P Q   : Variation de la puissance active et réactive  : Position du vecteur de tension dans le repère stationnaire  : Position angulaire initiale  : Pulsation fondamentale du réseau q d S S , : Sortie digitale des comparateurs à hystérésis des puissances P et q P : Puissance active Q : Puissance réactive ref v : Tension de référence Liste des symboles - 2 - Paramètres : L R : Résistance de la charge R L, : Inductance et résistance du filtre de redresseur à deux niveaux C : Condensateur (DC-link capacitor) s s R L , : : Inductance et résistance du filtre de redresseur à trois niveaux 2 1, dc dc C C : Condensateurs (DC-link capacitor) Indices : c b a , , : Axes du repère triphasé  , : Axes du repère biphasé fixe abc X : Composante du vecteur X dans le repère triphasé ( c b a , , )  X : Composante du vecteur X dans le repère  , uploads/Geographie/ pfe2019-pdf.pdf