Modulation sinus-triangle STPWM à double porteuse

M T_% ^{0 −}T¹_% ^{ω − pΩ} 0 ^M_T % −ω +pΩ −_T¹ %A^B B B B B B B C c = 6 7 7 7 7 8_{σL 0} ¹ 0 _σL¹ 0 0 0 0 A^B B B B C C = O1 0 0 0 _{0 1 0 0 S}

x = ei ⁱ n ^Φ% ^Φ_%nf y = *i ⁱ n, u = *v ^v n, (II.10) Au niveau de l'équation du couple électromagnétique, plusieurs expressions sont possibles, et comme nous avons choisi d'exprimer le vecteur d'état x en fonction des courants statoriques et des flux rotoriques, l'expression du couple est la suivante:

C_EF =^G_Hp_jⁱ_l(Φ_% i _n− Φ_%ni ) (II.11)

II.2.3 Modulation sinus-triangle STPWM à double porteuse

Afin de rendre possible le contrôle de la vitesse de la machine MAS, nous lui associons un onduleur de tension qui est capable de délivrer une tension d’amplitude et de fréquence réglable. Grâce à l’évolution de l’électronique de puissance et à l’utilisation de la technique MLI (Modulation de Largeur d’Impulsion), les convertisseurs statiques permettent par un contrôle adéquat des signaux de commande des interrupteurs, d’imposer la tension aux bornes du moteur. Dans notre cas nous étudions l’ensemble onduleur triphasé à neutre clampé NPC-MAS, où l’onduleur est commandé par la technique de contrôle sinus-triangle à double porteuse.

La MLI ou PWM (Pulse Width Modulation en anglais) consiste à générer un signal carré avec un rapport cyclique modulé en fonction d'un signal de commande. Le signal de commande est déduit à partir d'une comparaison d'une onde de référence sinusoïdale de basse fréquence fm (la modulante correspondant au fondamental), à une onde de haute fréquence fp (porteuse) tout en respectant l’inégalité sur les fréquences : fp>>fm. La porteuse est généralement triangulaire,

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symétrique, en dents de scie ou à pentes aléatoires et sa fréquence peut être fixe ou variable [73]. Le résultat de la comparaison de ces deux signaux sert à commander l’ouverture et la fermeture des interrupteurs du circuit de puissance [74].

La MLI utilisée dans notre travail est une MLI triphasée sinus triangle STPWM, qui est la technique la plus répandue parmi les modulations intersectives où le signal de commande est la résultante de l'interaction entre la modulante de chaque phase et une porteuse symétrique. La figure II.2 présente le principe général de cette modulation où la comparaison de chaque modulante avec la porteuse génère le signal de commande de chacune des trois phases.

Figure II. 2Principe de la commande "MLI sinus-triangle" triphasée

La figure II.2 montre la commande MLI sinus-triangle pour un onduleur classique à deux niveaux de tension. La commande des deux interrupteurs d’un même bras sont complémentaires, ce qui signifie que si la modulante de l’une des trois phases est supérieure à la porteuse : l’interrupteur du haut de cette phase est fermé et celui du bas est ouvert, et que si la modulante est inférieure à la porteuse : l’interrupteur du haut est ouvert et celui du bas est fermé. Mais pour un onduleur triphasé à structure NPC où chaque bras est constitué de quatre interrupteurs commandés deux à deux de manière complémentaire, la technique MLI sinus-triangle la plus

utilisé est celle à double porteuse superposées (figure II.3) où les formes d’ondes des d porteuses sont en phase, ce qui permet d’améliorer la qualité du spectre harmonique de la tension MLI [75]. Chacune de ses deux porteuses est liée à un des deux groupes d’interrupteurs, Si prenons par exemple la commande du 1

fixer les états des interrupteurs S1 et S3 tandis que la porteuse négative en vert permet de fixer les états des deux autre interrupteurs S2 et S4.

Figure II. 3Principe de la commande "MLI sinus

Si la référence (modulante) est sinusoïdale, il existe donc deux paramètres qui caractérisent la commande :

m : Indice de modulation qui est le rapport entre la fréquence de modulation (porteuse) fréquence de référence (modulante).

r : Coefficient de réglage de la tension, égal au rapport de l’amplitude de la tension de références et la valeur crête de l’onde de modulation (porteuse).

utilisé est celle à double porteuse superposées (figure II.3) où les formes d’ondes des d porteuses sont en phase, ce qui permet d’améliorer la qualité du spectre harmonique de la tension MLI [75]. Chacune de ses deux porteuses est liée à un des deux groupes d’interrupteurs, Si

par exemple la commande du 1^er bras (figure II.3), la porteuse positive en bleu permet de fixer les états des interrupteurs S1 et S3 tandis que la porteuse négative en vert permet de fixer les états des deux autre interrupteurs S2 et S4.

commande "MLI sinus-triangle" triphasée à double porteuse

Si la référence (modulante) est sinusoïdale, il existe donc deux paramètres qui m : Indice de modulation qui est le rapport entre la fréquence de modulation (porteuse) fréquence de référence (modulante).

m= ^fp

f_m

r : Coefficient de réglage de la tension, égal au rapport de l’amplitude de la tension de références modulation (porteuse).

r=_H∗sv^st

utilisé est celle à double porteuse superposées (figure II.3) où les formes d’ondes des deux porteuses sont en phase, ce qui permet d’améliorer la qualité du spectre harmonique de la tension MLI [75]. Chacune de ses deux porteuses est liée à un des deux groupes d’interrupteurs, Si nous la porteuse positive en bleu permet de fixer les états des interrupteurs S1 et S3 tandis que la porteuse négative en vert permet de fixer les

triangle" triphasée à double porteuse

Si la référence (modulante) est sinusoïdale, il existe donc deux paramètres qui m : Indice de modulation qui est le rapport entre la fréquence de modulation (porteuse) et la (II.12) r : Coefficient de réglage de la tension, égal au rapport de l’amplitude de la tension de références (II.13)

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Les trois modulantes responsables des générations des états de commutations de chaque bras doivent être décalées de 120° et se caractérisent par une fréquence de référence fm et d’amplitude Vm et sont définies comme suit:

w x_ty= z{|}~(2•€_t•) xt‚= z{|}~(2•€t• −^Hƒ_G) xt„ = z{|}~(2•€t• −^…ƒ_G) ) (II.14) La porteuse positive a pour équation :

x† = 2z† ‡_‰v^ˆŠ ‹}•Œ*0,^‰v_H,

x† = 2z† ‡1 −_‰v^ˆ Š ‹}•Œ*^‰v_H , Ž†, ) (II.15) La porteuse négative a pour équation :

x† = z† ‡−1 + 2_‰v^ˆŠ ‹}•Œ*0,^‰v_H,

x† = z† ‡1 − 2_‰v^ˆŠ ‹}•Œ*^‰v_H , Ž†, ) (II.16) L'état de chaque interrupteur dépend de l'interaction entre la modulante et la porteuse et est égale à:

Vi = 0+1 Si (Vmi ≥ Vp)_{−1 Si (Vmi < zp)}) (II.17)