Etude et conception d’un onduleur modulaire exploitant une structure multi-convertisseurs pour obtenir une haute dynamique

Nowadays, the main encountered difficulty in converter conception is to develop power converters capable of feeding high currents when using power components switching at high frequencies. By combining converters it is possible to increase the output currents and consequently the output power. Furthermore, by coupling converters it is also possible to enlarge the bandwidth. In this work a power voltage source is investigated. It offers the high output power and the large bandwidth required by a demanding application. This source involves two converters. One of them operates at low switching frequency and feeds most of the output power. The other involves a high switching frequency and permits an accurate tracking of the reference. To begin with, this rapport presents a state of the art which concerns converter couplings and modulation strategies. The both following chapters concern the analysis of high dynamics single-phase power sources. They investigate current balance control strategies and present the prototype of a master-slave power voltage source. The ending chapter presents the analysis and design of the three-phase 5 kVA power voltage source, whose structure and modulation strategy permit to get a high dynamics. Such a power converter could be useful for disturbed network emulation and electrical load testing.Aujourd’hui, la principale limite rencontrée dans les convertisseurs de puissance réside dans la difficulté à commuter des courants forts à des fréquences élevées. L’association de convertisseurs statiques permet ainsi la réalisation de dispositifs de plus forte puissance, tout en permettant l'augmentation de leur bande passante. Le travail présenté dans ce rapport apporte une solution pour obtenir à la fois la forte puissance et la large bande passante parfois nécessaires. Dans cette étude, une source de tension est analysée, dimensionnée et réalisée. Elle met en jeu deux convertisseurs. L’un travaille à basse fréquence et fournit l'essentiel de la puissance à la charge. L’autre, découpant à fréquence élevée, se charge d’affiner le signal. Le mémoire présente en premier lieu un état de l'art des technologies de couplage des convertisseurs suivi de l’analyse des principaux procédés de modulation par largeurs d’impulsions. Les deux chapitres, qui suivent, sont consacrés, d’une part, à l’étude théorique d’une source monophasée de grande dynamique avec une répartition contrôlée des courants issus de deux convertisseurs et, d’autre part, à l’expérimentation d’une source monophasée à structure maître-esclave. Enfin, le dernier chapitre est consacré à l’étude et à la réalisation d’une source triphasée de 5 kVA, dont la structure de couplage et les techniques de modulation mises en oeuvre permettent d’obtenir des signaux de grandes dynamiques. Ainsi, la source réalisée pourra constituer un outil employé pour émuler des réseaux perturbés ou pour tester des charges électriques