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وزا رة اﻟﺘﻌ ـﻢ ـــﻠﯿ ـ اﻟﻌﺎﻟـــﻲ و اﻟـﺒﺤـــﺚ اﻟﻌﻠـﻤـــــــــﻲ MINISTERE DE L’EN

وزا رة اﻟﺘﻌ ـﻢ ـــﻠﯿ ـ اﻟﻌﺎﻟـــﻲ و اﻟـﺒﺤـــﺚ اﻟﻌﻠـﻤـــــــــﻲ MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ﺟﺎﻣﻌ ـﺔ ــ ﺳﻄﯿـ ـﻒ ــ1 UNIVERSITE DE SETIF 1 ﻛﻠﯿـﺔ اﻟﺘـﻜﻨــﻮﻟــﻮﺟﯿــــﺎFaculté de Technologie ﻗﺴﻢ : اﻻﻟﻜﺘﺮوﺗﻘﻨﯿﺔDépartement d’électrotechnique Mémoire de Master No. Réf. : MEC/14/2014 Présenté au Département d’électrotechnique Domaine : Sciences et Technologie Filière : Electrotechnique Spécialité : Commande Electrique Réalisé par : M. OUNSA Mohamed Salah Thème Commande MLI vectorielle d’un redresseur triphasé à absorption sinusoïdale de courant Soutenu le 24/06/2014 devant la commission d’examen composée de : M. CHAOUI Abdelmadjid MCA à l’Université de Sétif 1 Président M. BELHAOUCHET Nouri MCB à l’Université de Sétif 1 Directeur du Mémoire Mme. MOUSSAOUI Leila MCB à l’Université de Sétif 1 Examinateur Mme. BEGAG Souhila MAA à l’Université de Sétif 1 Examinateur Dédicaces A ma chère mère, pour son soutien inconditionnel, ses encouragements, et bien sur pour m’avoir permis de réaliser mes études dans les meilleures conditions ; A la mémoire de mon cher père ; pour m’avoir soutenu, accompagné et surtout supporté tout au long de ce travail ; A ceux qui m’ont soutenu pendant toute la durée de mes études. Je dédie ce modeste travail ; A tous mes oncles, A tous mes cousins. Et a toute la famille «OUNSA » et « AZIZI » A tout mes amis. A toute la promotion de l’Electrotechnique 2O14. Je dois sûrement oublier des personnes, et je m'en excuse. Toutefois, je fais confiance à ceux qui ne sont pas mentionnés pour ne pas m'en tenir rigueur. Ounsa mohamed salah Remerciements Je remercie Dieu, le tout puissant, pour m’avoir donné, le courage, la patience, la volonté et la force nécessaires, pour affronter toutes les difficultés et les obstacles, qui se sont hissés au travers de mon chemin, durant toutes mes années d’études. Mes remerciements les plus vifs, vont à mon Directeur de mémoire, Dr. BELHAOUCHET Nouri, Maître de conférences à l’Université de Sétif 1 pour son aide, ses orientations judicieuses et sa disponibilité, ainsi que pour la confiance, la patience et la compréhension qu’il m’a toujours manifesté. Je remercie humblement Dr.CHAOUI Abdelmadjid. Maître de Conférences à l’Université de Sétif 1, d’avoir accepté de Présider le jury de soutenance. Je tiens également à présenter mes sincères remerciements à Mme BEGAG Souhila .maître assistant à l’Université de Sétif 1 et Dr. MOUSSAOUI Leila .maître de conférences à l’Université de Sétif 1 de m’avoir fait l’honneur de leur participation comme examinateurs. Nos remerciements vont aussi à tous les enseignants du département d’électrotechnique qui ont contribué à notre formation. Sétif, le ….. /….. /2014 OUNSA Mohamed Salah SOMMAIRE Sommaire INTRODUCTION GENERALE .......................................................................... XI Chapitre 01 ............................................................................................................................. 1 PERTURBATIONS DES RESEAUX ELECTRIQUES ET MOYENS DE COMPENSATION ............................................................................................... 1 1.1. Introduction ................................................................................................................................................................. 1 1.2. Problématique des harmoniques....................................................................................................................... 2 1.2.1. Exemples de Charges Non-linéaires ..................................................................................................................... 3 1.2.2. Effets des harmoniques et de l’énergie réactive ............................................................................................ 4 1.2.3. Caractérisation des harmoniques .......................................................................................................................... 5 1.2.4. Quelques normes standards pour limiter les harmoniques .................................................................... 7 1.3. Solutions de dépollution des réseaux électriques ..................................................................................... 8 1.3.1. Solutions traditionnelles ............................................................................................................................................ 8 1.3.2. Solutions modernes ...................................................................................................................................................... 9 1.4. Conclusion .................................................................................................................................................................. 16 Chapitre 02 .......................................................................................................................... 18 COMMANDE MLI VECTORIELLE D’UN REDRESSEUR TRIPHASE A MLI DE TENSION ........................................................................................... 18 2.1. Introduction .............................................................................................................................................................. 18 2.2. Description de la structure .................................................................................................................................... 19 2.3. Relations générales ............................................................................................................................................... 20 2.4. Commande MLI vectorielle ................................................................................................................................ 21 2.4.1. Passage du repère triphasé (abc) au repère diphasé (α-β) ................................................................... 21 2.4.2. Calcul des temps d’application des vecteurs................................................................................................. 25 2.4.3. Détermination des séquences des vecteurs .................................................................................................. 27 2.4.4. Détermination des rapports cycliques ............................................................................................................. 29 2.5. Conclusion .................................................................................................................................................................. 31 Chapitre 03 .......................................................................................................................... 32 SIMULATION NUMERIQUE ............................................................................ 32 3.1. Introduction .............................................................................................................................................................. 32 SOMMAIRE 3.2. Montage de simulation ........................................................................................................................................... 32 3.2.1. Modèle de simulation .................................................................................................................................................. 32 3.2.2. Paramètres utilisés pour la simulation ............................................................................................................ 33 3.3. Description de différents schémas blocs de la partie commande ................................................... 34 3.3.1. Régulation de la tension du bus continu et détermination du vecteur de tension de référence .......................................................................................................................................................................................34 3.3.2. Détermination des secteurs ................................................................................................................................... 35 3.3.3. Calcul des rapports cycliques et génération des signaux de commande ....................................... 36 3.4. Résultats de Simulation ....................................................................................................................................... 37 3.4.1. Fonctionnement en régime normal ................................................................................................................... 37 3.4.2. Fonctionnement en régimes perturbés ........................................................................................................... 41 3.5. Conclusion .................................................................................................................................................................. 44 CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES .......................................... 45 SOMMAIRE Liste des figures Figure 1.1 Exemple d’un courant distordu et sa décomposition en composantes harmoniques de rang 1 (fondamental), 3, 5, 7 et 9. .............................................................................................................................................2 Figure 1.2 Quelques convertisseurs statiques qui absorbent des courants non-sinusoïdaux. ....................................... 3 Figure 1.3 Digramme de Fresnel des puissances pour le cas d’une charge non-linéaire. .............................................. 7 Figure 1.4 Filtre actif parallèle. ..............................................................................................................................................10 Figure 1.5 Filtre actif série. ....................................................................................................................................................10 Figure 1.6 Combinaison parallèle-série des filtres actifs. ..................................................................................................11 Figure 1.7 Filtre actif série avec un filtre passif parallèle. .................................................................................................11 Figure 1.8 Structure de redresseur monophasé avec PFC. ...............................................................................................12 Figure 1.9 Schéma synoptique d’un redresseur triphasé à injection de courant............................................................13 Figure 1.10 Topologie d’un redresseur MLI triphasé de courant. ...................................................................................14 Figure 1.11 Topologie d’un redresseur à MLI triphasé de tension. ................................................................................15 Figure 1.12 Structure d’un redresseur trois niveaux à point neutre calé par des diodes. ............................................15 Figure 1.13 Structures d’un redresseur triphasé à trois interrupteurs et trois niveaux. ................................................16 Figure 2.1 Circuit de puissance du redresseur à MLI triphasé de tension......................................................................19 Figure 2.2 Les huit combinaisons possibles des interrupteurs........................................................................................24 Figure 2.3 Les secteurs et les (08) vecteurs de tension. .....................................................................................................25 Figure 2.4 Séquences des vecteurs dans chaque secteur. ..................................................................................................28 Figure 3.1 Schéma global du système simulé sous Matlab-Simulink. ...........................................................................33 Figure 3.2 Schéma bloc pour la régulation de la tension du bus continu et le calcul du vecteur de tension de référence. ........................................................................................................................................................................ 35 Figure 3.3 Schéma bloc pour déterminer les secteurs. ......................................................................................................35 Figure 3.4 Schéma bloc pour le calcul des rapports cycliques et la génération des signaux de commande du redresseur à MLI. .......................................................................................................................................................... 36 Figure 3.5 Tension du bus continu. ......................................................................................................................................38 Figure 3.6 Amplitude des courants de référence Imax. .......................................................................................................38 Figure 3.7 Secteurs. .................................................................................................................................................................38 Figure 3.8 Composantes du vecteur de tension de référence ref V a et . ..............................................................39 Figure 3.9Rapports cycliques des trois interrupteurs K1, K2 et K3. ................................................................................39 Figure 3.10 Courants du réseau.............................................................................................................................................40 Figure 3.11 Tension et courant de la phase « a » du réseau. .............................................................................................40 Figure 3.12 Analyse spectrale du courant isa. ......................................................................................................................40 Figure 3.13 Tension du bus continu.....................................................................................................................................42 ref V b SOMMAIRE Figure 3.14 Amplitude des courants de référence Imax. .....................................................................................................42 Figure 3.15 Courants du réseau.............................................................................................................................................42 Figure 3.16 Tension du bus continu.....................................................................................................................................43 Figure 3.17 Amplitude des courants de référence Imax. .....................................................................................................43 Figure 3.18 Courants du réseau.............................................................................................................................................44 SOMMAIRE viii Liste des tableaux Tableau 2.1 Fonctions de commutation, tensions simples et tensions composées. .....................................................23 Tableau 2.2 Durées relatives de fermeture des interrupteurs dans chaque secteur. .....................................................30 Tableau 3.1 Paramètres utilisés en simulation ....................................................................................................................33 INTRODUCTION GENERALE ix Listes des Acronymes et Symboles Acronymes MLI : Modulation de Largeur d’Impulsion FAP : Filtre Actif Parallèle FAS : Filtre Actif Série AC/DC : Conversion alternative continue PI : Régulateur Proportionnel intégral FP : Facteur de puissance THD : Distorsion totale des harmoniques HT : Haut tension CEI : Comite Electrotechnique international CENELEC : Comité Européen de Normalisation Electrotechnique PFC : Power Factor Correction SVM : Space Vector Modulation UPQC : Unified power quality conditioner GTO : Gate turn off MOSFET : Metal oxyde semi-conductor field effect transistor IGBT : Insolated gate bipolar transistor PLL : Phase Locked Loop PWM : Pulse Width Modulation NPC : Neutral-Point Clamped APF : Active Power Filters Symboles Vsa, Vsb, Vsc : Tensions de source simple Va, Vb, Vc : Tensions simples à l’entrée du pont redresseur Vab, Vbc, Vca : Tensions composes entre phase Vs : Tension de source simple monophasée Vred : Tension à la sortie du pont redresseur VT : Tension aux bornes d’interrupteur T Vc : Tension aux bornes de l’inductance de couplage Vf : Tension imposée par l’onduleur Vdc : Tension instantanée du bus continu V*dc : Tension de référence du bus continu V*a,V*b,V*c : Tensions des références Vα, Vβ : Composantes de la vecteur tension dans le repère stationnaire (α, β) isa, isb, isc : Courants de source simple isa-inj, isb-inj, isc-inj : Courants injecte par circuit de modulation isa-red,isb-red,isc-red : Courants à l’entrée du pont redresseur is : Courant de source simple monophasée ic : Courant de la charge non- linéaire if : Courant de filtre Imax : Courant maximale Iref : Courant de référence iα, iβ : Composantes du vecteur courant dans le repère stationnaire (α, β) P : Puissance active Q : Puissance réactive INTRODUCTION GENERALE x S : Puissance apparente D : Puissance déformante Kp : Paramètre proportionnel Ki : Paramètre intégrateur X : Variable d’état (courant, tension) f : Fréquence du réseau triphasé fm : Fréquence de la modulation T : Période de la modulation ωc : Pulsation de coupure ξc : Coefficient d’amortissement γ : Secteurs du Contrôle Direct de Puissance φ1, φn : Déphasage du fondamental et d’harmonique de rang n α : Angle d'amorçage des thyristors du redresseur Sn : Taux d’harmonique Rang n Cn, C1 : Représente la composante harmonique de range uploads/Litterature/ commande-mli-vectorielle-d-x27-un-redresseur-triphase-a-absorption-sinusoidale-de-courant.pdf