P27 Controle Direct de Puissance d'un Convertisseur Matriciel

Présentation du projet

L'objectif de l'étude consiste à élaborer une commande de type DPC (Direct Power Control) pour un convertisseur matriciel.

Prestations attendues

Notre travail va se dérouler en plusieurs étapes :

- Etude Bibliographique du convertisseur matriciel et de la commande DPC
- Compréhension et prise en main du contrôle direct sur un redresseur MLI
- Prise en main du convertisseur matriciel et des commandes associées
- Elaboration de la commande DPC pour convertisseur matriciel
- Implantation sous Matlab Simulink
- Simulation de la structure et analyse des résultats

Ressources disponibles

- Publications de différentes recherches sur le site www.ieee.org
- Modèle Simulink de la commande DPC d'un redresseur MLI
- Modèle Simulink de différentes commandes (autres que DPC) d'un convertisseur matriciel

Déroulement du projet

SEMAINE 1

Prise en main du sujet.

SEMAINE 2

Rendez-vous réalisé avec notre tuteur, Mr Delarue, celui-ci nous explique le principe général d'un contrôle directe de puissance (DPC), l'avantage que cela représenterai pour les industriels, les moyens d'asservissement de redresseur aujourd'hui.

Présentation du site IEEE explore, accessible à partir de l'école polytech. Celui-ci permet de trouver différent papier publiés par des chercheurs grâce à un système de mot clés.

SEMAINE 3

Recherche bibliographique sur la DPC (fonctionnement, avantages, utilisation, implémentation,...)

SEMAINE 4

Recherche bibliographique sur les convertisseur matriciel. (fonctionnement, composition, avantages,...) Présentation des résultats de nos recherches auprès de notre tuteur.

SEMAINE 5

Approfondissement de nos recherches, à ce stade nous avons étudier environs une dizaine de rapport de chercheur.

- Calcul des puissance active et réactive, utilisation des transformée de Park et de Concordia pour trouver les composantes directes et de quadratures des tensions/courants.

SEMAINE 6

- Soumissions à notre tuteur de plusieurs papier, on choisit de se baser sur l'un d'eux pour comprendre le système proposé et l'implanter sous Matlab

SEMAINE 7

- étude des comparateurs à hystérésis, ainsi que du régulateur de tension continu du système. - Prise en main du convertisseur MLI auquel est appliqué une commande DPC sous Matlab (fichier remis par notre tuteur).

SEMAINE 8

- Etude de la table de commutation, des paramètres d'entrée et de sortie. - Les bits de sortie dépendant des valeurs des deux booléens d'entrée (représentant les erreurs des puissances réactive et actives). - Les valeurs du tableau reste à définir.

SEMAINE 9

- Prise en main du convertisseur matriciel sous Matlab avec la commande DPC, étude de son fonctionnement, de la manière dont il commute. (fichier remis par notre tuteur).

SEMAINE 10

- Etude afin d'adapter la commande DPC à un convertisseur matriciel. - Nous avons obtenus de nombreux papiers de chercheurs sur le site ieee.org, dont un en particulier : « Direct Power Control Based Matrix Converter and Its Operation Characteristics »

SEMAINE 11

- Afin de contrôler le convertisseur matriciel AC/AC, nous allons le décomposer en deux parties : Redresseur (AC/DC) et inverseur (DC/AC).

- Nous allons étudier la commande de ces deux parties, le redresseur se commande avec le DPC et l'inverseur avec une commande MLI.

SEMAINE 12

- Commande DPC du redresseur :

- Il faut contrôler les 6 interrupteurs du redresseur à partir d'une table de commutation qui va envoyer 6 signaux (0 ou 1). - Ces signaux sont obtenus en fonction de la valeur de la puissance instantanée comparée à une puissance de référence.

SEMAINE 13

- Réalisation de la commande DPC du redresseur virtuel sur Simulink. Réalisation de la table de commutation sous forme de fonction Matlab puis sous forme de bloc logique.

SEMAINE 14

- Commande MLI de la partie virtuelle inverseur.

SEMAINE 15

- Réalisation de la partie commande de l'inverseur virtuel :

SEMAINE 16

- Etude de la partie Latch de la commande de l'inverseur. Il faut en effet faire attention aux courts-circuits qui peuvent être provoqués lors de la commutation des interrupteurs du redresseur (si Sp et Sq sont tous les deux égaux à 0 en même temps, ce sont les erreurs entre P_inst et P_ref). S'il y a un court-circuit au niveau du bus continu, alors le latch doit bloquer les signaux qui contrôlent l'inverseur.

SEMAINE 17

- Concaténation des deux matrices de commande afin d'obtenir une matrice [3x3] pour commande les interrupteurs du convertisseur matriciel. - Création du schéma final sur Simulink.

SEMAINE 18

- Réglage des filtres d'entrée et de sortie pour la simulation - Réglage des différents paramètres des comparateurs hystérésis, three-phase carrier et correcteur P.

SEMAINE 19

- Analyse des résultats : Quelques problèmes au niveau des signaux de sorties. La puissance de référence calculée avec l'inverseur varie beaucoup. Les courants en sorties de l'inverseur sont bien sinusoïdaux et on observe bien le découpage des signaux sur la figure suivante :

SEMAINE 20

- Préparation du rapport et de la soutenance. - Réalisation de la vidéo.

Vidéo

Lien Youtube de la vidéo du projet : http://youtu.be/9_q-TNGuCnI Ou en télechargement sur le wiki