Stratégies de commande et réglage des bus continus dédiés aux systèmes de production d'énergies éolienne et solaire

4.2.3.5 MODELISATION REM ET STRUCTURE DE COMMANDE DU HACHEUR A TROIS NIVEAUX (MONTAGE BOOST)

Pour obtenir la modélisation REM de ce convertisseur, on s'intéresse cependant à son modèle équivalent en fonctionnement moyen.

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Les caractéristiques du convertisseur considéré sont :

· deux éléments sources dont une batterie (source génératrice) en entrée et une charge R (source réceptrice) en sortie du circuit ;

· eux éléments d'accumulations dont une inductance L et deux condensateurs alimentés parallèlement.

· Un élément de conversion dont un ensemble formé par les cellules de commutation.

La représentation des éléments constitutifs du hacheur à trois niveau hérite la même configuration que celle du hacheur classique sauf que nous adoptons une nouvelle notation des grandeurs énergétiques échangées.

Nous obtenons alors en modèle moyen un ensemble d'équations caractéristiques des fonctions génératrices de conversion suivante :

u_m = u_m1 + u_m2 (6.15)

Remarque :

La valeur moyenne de la tension multiniveau est la somme des valeurs moyennes de deux

tensions élémentaires modulées u_m1 et u_m2 obtenues par action sur les valeurs

moyennes des deux fonctions de modulation m₁ et m₂

um1 = m₁ .u s 1 et u_m2 = m₂ .u s 2 ; (6.16)

u_m = m₁ .u _s1 + m₂ u s2 ; (6.17)

i m1 = m₁ .i _s et i_m2 = m₂ .i s ; (6.18)

Cependant, cet ensemble d'équations élaborées à partir des grandeurs échangées dans le système (hacheur à 3 niveaux) donne sous forme d'une REM les représentations suivantes :

4.2.3.5.1 REM DES SOURCES D'ENERGIE :

· Pour la batterie :

Fig. 6.12 REM de la batterie

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· Pour la charge :

Fig. 6.13 REM de la charge

4.2.3.5.2 REM DES ACCUMULATEURS D'ENERGIE

· L'inductance L :

Fig. 6.14 REM de l'inductance L

· Les condensateurs C1 et C2 :

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Fig. 6.15 REM du condensateur C1

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Fig. 6.16. REM du condensateur C2

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4.2.3.5.3 REM DU CONVERTISSEUR D'ENERGIE

Fig.6.17. REM du couplage électrique de 2 cellules de commutation.

4.2.3.5.4 REM DU HACHEUR SURVOLTEUR MULTINIVEAU

En somme, nous pouvons modélisé le hacheur à 3 niveaux par la représentation de la figure :

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Fig. 6.18. REM du hacheur à 3 niveaux Boost.

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4.2.3.5.5 STRUCTURE MAXIMALE DE COMMANDE (SMC) DU HACHEUR SURVOLTEUR MULTINIVEAU

En adoptant la même modélisation des éléments constitutifs du système que celle utilisée pour le hacheur classique, on obtient la SMC suivante :

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Fig. 6.19. REM et SMC d'un hacheur multiniveau