Conception d’un convertisseur multiniveau basé sur une commande par FPGA et un lien de communication série à faible latence

Résumé

Les topologies multiniveaux suscitent de plus en plus d’intérêt pour les applications de conver-tisseurs de haute et moyenne puissance, du fait de leur modularité et leur flexibilité. Ce mouvement est appuyé par la recherche dans les domaines académique et industriel qui adresse les problématiques liées à ces nouvelles technologies. L’obtention de modèles fiables est l’un des objectifs de ces travaux, car cela constitue la base du développement de nouveaux algorithmes de commande. La réalisation d’une maquette de convertisseur Modular Multilevel Converter (MMC) permettant la validation expérimentale de modèles est le sujet de ce mémoire. Ce projet est réalisé en partenariat avec l’entreprise Opal-RT Technologies, qui se spécialise dans la simulation temps réel. Il est donc proposé de réaliser une maquette MMC qui s’interface directement avec un simulateur Opal-RT. Pour y parvenir, un lien de communication série d’une latence de 550 ns a été développé pour transmettre la commande vers des contrôleurs locaux de sous-modules. La conception de ce lien, de même que la réalisation des cartes de sous-modules, sont décrites en détail. Les tests des différentes composantes sont présentés au fur et à mesure de la conception. Le mémoire se termine avec l’assemblage du prototype complet de 60 sous-modules permettant un fonctionnement en convertisseur CC-CA triphasé de 11 niveaux. Une commande de régulation de la tension des sous-modules basée sur le tri sélectif est réalisée sur FPGA. Les performances de cette commande sont présentées pour un fonctionnement à 4,65 kW.

Date	15 juin 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Handy Fortin Blanchette (Directeur(-trice))