Introduction

Chapitre 1
Les onduleurs monophasés de tension à modulation de largeur d'impulsions (MLI)
    1.1 Onduleur monophasé en demi-pont             9
    1.2 Onduleur monophasé en pont             12
    1.3 Commutation du courant dans un bras du convertisseur             15
            1.3.1 Bras avec circuit R-C-D d'aide à la commutation             15
    1.4 Pertes dans l'onduleur             31l
            1.4.1 Pertes de conduction dans l'onduleur par conduction             31
            1.4.2 Pertes de commutation dans l'onduleur par commutation             31
                    1.4.2.1 Pertes dans l'onduleur avec circuit R-C-D d'aide à la commutation             32
                    1.4.2.2 Pertes dans l'onduleur avec circuit R-C d'aide à la commutation             33
    1.5 Performance des convertisseurs             34
    1.6 Conclusion             35

Chapitre 2
Commande des onduleurs de tension à modulation de largeur d'impulsions (MLI)
    2.1 Modulation MLI d'une seule impulsion             37
    2.2 Modulation MLI de multiples impulsions             39
    2.3 Modulation MLI sinusolidale             40
    2.4 Modulation MLI calculée             41
    2.5 Motif de commande des IGBTs pour le convertisseur de ce travail             46
    2.6 Conclusion             50

Chapitre 3
Commande modulation vectorielle spatial  (SVM)
    3.1 Fonctionnement de la commande de modulation            52
            3.1.1 L'ondul eur vu coté machine             52
            3.1.2 L'onduleur vu coté commande             53
    3.2 Définition de la fonction modulation vectorielle             55
    3.3 Analyse vectorielle d'une modulation vectorielle             56
    3.4 Limitation du domaine des vecteurs tension réalisables             59
    3.5 Différents modes de modulation vectorielle             60
            3.5.1 Modulation vectorielle asynchrone             61
            3.5.2 Modulation vectorielle synchrone             64
            3.5.3 Relation entre « moyenne » et « fondamental »             65
            3.5.4 Modulation vectorielle à angles calculés (1 angle)             67
    3.6 Conclusion             68

Chapitre 4
Simulations et résultats d'implantation en technologie VLSI
    4.1 Description des outils utilisés             71
            4.1.1 Monet de Mentor Graphies             71
            4.1.2 Description des outils de Synopsys             77
    4.2 Simulation de la commande             80
            4.2.1 La validation fonctionnelle             80
            4.2.2 Système de commande SVM             80
    4. 3 L'architecture proposée             88
            4. 3.1 Description du processeur             88
                    4.3.1.1 Le bloc d'adressage :             89
                    4.3.1.2 Le bloc de donnée de la commande             90
                    4.3.1.3 Le bloc séquenceur programmable             93
    4.4 Résultats de l'implantation globale             94
    4.5 Synthèse optimisation             96
    4.6 Conclusion             98

Conclusion générale             99

Bibliographie             102

Figure 1.1   Onduleur monophasé en demi-pont             10
Figure 1.2   Onduleur monophasé de tension en pont            13
Figure 1.2   Signaux de fonctionnement             13
Figure 1.3   Bras de l'onduleur avec un circuit R-C-D d'aide à la commutation             16
Figure 1.4   Bras de l'onduleur qui montre les composants en conduction pendant la période  0< t < t_r             19
Figure 1.5   Composant en conduction pendant la période t_r < t < t₁            19
Figure 1.6   Composants du bras en conduction pendant la période t₂ < t             22
Figure 1.7   Évolution des tensions V₁, v₂ et v_D2 pendant l'ouverture d'un interrupteur avec un circuit R-C-D d'aide à la commutation           23
Figure 1.8   Évolution des courants i₁, i₂ et i_D2 pendant l'ouverture d'un interrupteur avec un circuit R-C-D d'aide à la commutation          23
Figure 1.9   Circulation du courant dans le bras du convertisseur pendant la période 0 < t < t_r                24

Figure 1.10 Circulation du courant dans le bras du convertisseur pendant la période  (tr < t < tl) de l'ouverture d'un interrupteur             27

Figure 1.11 Circulation du courant dans le bras du convertisseur pendant la période tl < t             29
Figure 1.12 Évolution des tensions V_I,V₂ et V_D2 pendant l'ouverture d'un interrupteur avec circuit R-C d'aide à la commutation             30
Figure 1.13 Évolution des courants I1, I2, et ID2 pendant l'ouverture d'un interrupteur avec circuit R-C d'aide à la commutation             30
Figure 2.1   Modulation MLI d'une seule impulsion             38
Figure 2.2   Modulation MLI sinusoïdale             40
Figure 2.3   Tension de sortie de l'onduleur en pont             42
Figure 2.4   Tension de sortie avec les harmoniques 3,5,7 éliminées             45
Figure 3.1   Onduleur de tension triphasée             53
Figure 3.2   Onduleur de tension triphasée dans l'état (000)             54
Figure 3.3   Les 8 états de fonctionnement possibles             54
Figure 3.4   Vecteur tension instantanés             55
Figure 3.5   Domaine D des vecteurs moyens             56
Figure 3.6   SVM vectorielle réalisant une commande             57
Figure 3.7   Modulation vectorielle utilisée             58
Figure 3. 8  Domaine du vecteur tension avec prise en compte des Tmin             60
Figure 3. 9  Caractéristique d'un vecteur tension moyen             61
Figure 3.10 Caractéristique d'un vecteur tension moyen             66
Figure 4.1   Activités de conception matérielle/logicielle             70
Figure 4.2   Méthode de conception avec Monet             71
Figure 4.3   Synthèse avec Monet             72
Figure 4.4   Représentation des diagrammes de Kantt et d'états dans Monet             73
Figure 4.5   Étapes de conception avec les outils de Synopsys             75
Figure 4.6   L'interface du « Behavioral Compiler » de Synopsys             77
Figure 4.7   Seamless CVE pour la cosimulation matérielle/logicielle             78
Figure 4.8   Schéma fonctionnel             81
Figure 4.9   Schéma source triphasé             82
Figure 4.10 Transformation DQ et calcul de l'amplitude et la phase             83
Figure 4.11 Calcul de temps et les positions de vecteur de tension             84
Figure 4.12 Multiplexage des signaux de la commande             85
Figure 4.13 Résultats de simulation             86
Figure 4.14 Schéma synoptique de la commande numérique             87
Figure 4.15 Structure du processeur             88
Figure 4.16 Structure d'un compteur             89
Figure 4.17 Séquencement de compteur             90
Figure 4.18 Architecture matricielle             91
Figure 4.19 Bloc mémoire             92
Figure 4.20 Séquencement de la mémoire             92
Figure 4.21 la commande modulation vectorielle spatial             94
Figure 4.22 Les signaux de la commande modulation vectorielle spatial             95

29 avril 2003