Contrôle MLI des onduleurs – les stratégies et leur impact

Contrôle MLI des onduleurs –les
stratégies et leur impact sur le
convertisseur et son environnement
Applications à énergie embarquée
Nicolas Patin, UTC/LEC
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Journée d'étude "Power Electronics :
Enabling Technology" - 24 mars 2014

Plan de la présentation
1) Le contexte de la présentation
2) Modélisation et pilotage des onduleurs de
tension triphasés à deux niveaux (approches
vectorielle et intersective)
3) L’impact de la MLI sur l’onduleur
4) L’impact de la MLI sur l’aval
5) L’impact de la MLI sur l’amont
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Journée d'étude "Power Electronics :
Enabling Technology" - 24 mars 2014

1) Le contexte de la
présentation
Applications :
Onduleurs embarqués pour des moteurs de traction
de véhicules (plus spécifiquement automobiles)
électriques ou hybrides
Contraintes :
•Poids/Encombrement réduit (autant que possible)
•Coût réduit (autant que possible)
•Fiabilité élevée requise (durée de vie souhaitée :
celle du véhicule)
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Journée d'étude "Power Electronics :
Enabling Technology" - 24 mars 2014

Périmètre du convertisseur
L’onduleur sera considéré ici comme l’ensemble constitué des interrupteurs
électroniques (MOSFET ou IGBT et diodes) uniquement même si les passifs
(condensateurs de lissage du bus DC) sont intégrés.
Ces derniers sont considérés comme faisant partie de l’amont au même titre
que la batterie et du câble DC.
La machine de traction alimentée (et les câbles associés) sera considérée
comme l’aval.
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Journée d'étude "Power Electronics :
Enabling Technology" - 24 mars 2014
Le convertisseur
L’avalL’amont

Critères d’évaluation de
« performances » d’un onduleur
À topologie fixée (onduleur triphasé à deux niveaux), les degrés de liberté
possibles pour améliorer l’alimentation de la charge ou pour réduire les pertes
dans les composants (ou tout du moins faire en sorte qu’ils puissent
fonctionner dans un environnement à haute température) se limitent à 3 grands
axes :
-Améliorer la technologie des semiconducteurs (SiC par exemple),
-Augmenter la fréquence de découpage (pour réduire les ondulations des
courants dans la charge) mais ce degré de liberté est fortement lié aux
performances des semiconducteurs et augmente les pertes par
commutations,
-Agir sur la stratégie de pilotage de l’onduleur à fréquence de découpage
donnée.
Ce dernier axe présente l’avantage d’être relativement indépendant des limites
physiques du système et d’être économiquement « indolore ».
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Enabling Technology" - 24 mars 2014