mise en œuvre d`un modèle générique du convertisseur matriciel

UNIVERSITÉ D E MONTRÉAL
MISE EN ŒUVRE D’UN MODÈLE GÉNÉRIQUE DU CONVERTISSEUR
MATRICIEL DANS LES ENVIRONNEMENTS EMTP-RV ET MATLAB-
SIMULINK
LYES AÏT OUBELLI
DÉPARTEMENT DE GÉNIE ÉLEC TRIQUE
ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL
MÉMOIRE PRÉSENTÉ EN VUE DE L’O BTEN TION
DU DIPLÔME DE MAÎTRISE ÈS SCIENCES APPLIQUÉES
(GÉNIE ÉLECTRIQUE)
DÉC EMBRE 2011
© Lyes Aït Oubelli, 2011.

UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL
ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL
Ce mémoire intitulé:
MISE EN ŒUVRE D’ UN MODÈLE GÉNÉRIQUE DU C ONVERTISSEUR
MATRICIEL DANS LES ENVIRONNEMENTS EMTP-RV ET MATLAB-
SIMULINK
Présenté par :
en vue de l’obtention du diplôme de :
AÏT OUBELLI Lyes
a été dûment accepté par le jury d’examen constitué de :
Maîtrise ès sciences appliquées
M. APRIL Georges-Émile
M.
, M.Sc., président
ROY Gilles
M.
, M.Sc.A., membre et directeur de recherche
MAHSEREDJIAN Jean
M.
, Ph. D., membre et codirecteur de recherche
LENOIR Laurent , Ph.D., membre

iii
DÉDICACE
À mes parents Djaffar et Horia,
à mon frère Samy
et ma petite sœur Ania

iv
REMERCIEMENTS
J'adresse mes remerciements à tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce projet.
Tout d' abord, c 'est a vec la plus grande g ratitude q ue je r emercie mon d irecteur d e
recherche, M. Gilles R oy, pour la c onfiance q u'il m'a accordée et pour m'avoir soutenu tout a u
long de mes travaux.
Je tiens également à remercier mo n co-directeur, M. Jean Mahsered j ia n, pour sa patience
et ses encouragements.
Je remercie aussi tout le personnel du département d'énergie électrique, professeurs,
secrétaires et techniciens po ur la formidable a mbiance q u'ils o nt su c réer a u s ein d e notre
département.
Merc i à mes collègues et amis avec qui j'ai partagé de merveilleux moments, et qui
m'ont accompagné et soutenu au cours de ce projet.
Finalement, je remercie ma famille pour l’ambiance chaleureuse dont elle m’a entourée,
de sa patience et de sa généro sité tout a u long de la réalisation de ce mé mo ir e.

v
RÉSUMÉ
Le convertisseur matriciel e st un d ispositif de c onversion d irecte d e fréquence (CDF),
dont la commande e st r éalisée p ar un é chantillonnage à fréquence é levée d e la source
d’alimentation. Depuis les p remiers tr avaux réalisés p ar Venturini e t A lesina da ns le début des
années 1980, plusieurs algorithmes de commande ont été mis au point.
Dans le cadre de ce projet, trois algorithmes de commandes sont c onsidérés :
l’algorithme de Venturini & Alesina, l’algorithme scalaire de Roy & April et la commande par
modulation du vecteur d’espace.
Un modèle de s imulation gé nérique capable de réaliser ces trois t ypes d e commande a
été mis au point dans les environnements EMTP-RV et SPS de Matlab/Simulink; ce modèle
facilite grandement les essais comparatifs entre ces divers algorithmes. De plus, ce modèle est en
mesure de mettre en év idence les forces et les faiblesses a ssociées à la structure matricielle
mê me.
Finalement, une nouvelle structure de convertisseur direct, basée sur la configuration du
convertisseur de Ćuk, est explorée dans la perspective de remédier aux problèmes de la
génération d’harmoniques et aux effets de commutation "dure" dans les commutateurs statiques.
Un convertisseur alternatif-alternatif monophasé inspirée de l’approche de demi-convertisseurs a
été mis a u po int. L’analyse spectrale des s ignaux dé montrent, entre a utres, le potentiel de cette
nouvelle s tructure.