EP2862266A2 - Reversible matrix converter circuit - Google Patents

Reversible matrix converter circuit

Info

Publication number
EP2862266A2
EP2862266A2 EP13737162.1A EP13737162A EP2862266A2 EP 2862266 A2 EP2862266 A2 EP 2862266A2 EP 13737162 A EP13737162 A EP 13737162A EP 2862266 A2 EP2862266 A2 EP 2862266A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
positive
negative
converter circuit
ref
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13737162.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ignace Rasoanarivo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universite de Lorraine
Original Assignee
Universite de Lorraine
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universite de Lorraine filed Critical Universite de Lorraine
Publication of EP2862266A2 publication Critical patent/EP2862266A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
    • H02M5/04Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/22Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/293Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Definitions

  • the present invention relates to a n-phase reversible rectifier-inverter matrix converter circuit.
  • Multilevel rectifier circuits are known on the one hand. Such circuits can be controlled or not and can rectify a three-phase AC signal.
  • WO 01/47094 A2 "Method and Control Circuitry for a Three-Phase ThreeLevel Boost Rectifier” describes a 3-phase three-phase rectifier in which a diode bridge is used which makes the assembly non-reversible.
  • Document FR2881294 describes a reversible rectifier based on IGBT transistors but in a non-multi-level structure.
  • US6005787 which discloses a multi-level matrix converter circuit comprising a plurality of conversion arms powered by different intermediate positive voltages and connected in output to a common point generating an output current. The switches are embodied by MOS transistors and not IGBTs. In addition, the voltages are only positive.
  • n-phase matrix inverter circuits comprising n conversion arms fed respectively by n intermediate voltage levels and connected in output to a common point generating an output current.
  • Such a circuit is described in particular in document WO 2011/058273 A2, Multi-level multi-level matrix converter circuit, and method for implementing such a circuit.
  • n conversion arms presenting on one side n ends for generating or receiving respectively n intermediate DC voltage levels, and having on the other side n connected ends at a common input or output AC signal, characterized in that the n conversion arms are distributed as follows:
  • each at least one IGBT transistor provided with an internal antiparallel diode, the current in these arms being controlled in one direction and natural in the other,
  • n-2 internal arms dedicated to the other n-2 intermediate DC voltage levels, these n-2 internal arms each comprising two IGBT transistors provided with an internal anti-parallel diode and connected in series by their emitter,
  • n-1 filter capacitors arranged respectively between the n intermediate DC voltage levels
  • the present invention proposes a new reversible rectifier structure with n levels dedicated in particular to the low voltage.
  • this rectifier will preferably be used for n less than or equal to seven.
  • IGBT transistors combining the advantages of bipolar and MOS technologies, associated in particular with a relatively low switching frequency, of the order of a few kHz, allows a reduction of commutation and conduction losses and the implementation of 'a simplified order and little dissipative.
  • the reversible "inverter-rectifier" operation can open wide possibilities as to the management of electrical energy in both directions of energy conversion: upstream-downstream and downstream-upstream.
  • this reversible converter circuit With this reversible converter circuit according to the invention, it leads to an efficient topology where the current conduction is provided by a single transistor with two quadrants (with its internal diode), on the outer arms and a transistor four quadrants on the arms internal.
  • the conduction and switching losses of the switches, especially at low switching frequency, can be comparable, if not lower than those of conventional multilevel converters.
  • the reversible converter circuit according to the invention can operate in hard commutation with, however, increased strength and viability: by the combined choice of a relatively low switching frequency, the gate resistance R G0 N smaller than the grid resistance R 9 OFF, and the connection of the power switches by the principle of bus-bars with the outermost plates connected to the ground.
  • This type of wiring is widely recognized for effective protection against electromagnetic interference.
  • in rectifier mode in said n-2 internal arms:
  • the IGBT transistors arranged on the DC intermediate voltage side have their emitter connected to their gate; the positive current flowing in the IGBT transistor connected to the AC common point and in the internal diode of the other transistor of the same arm, and
  • the IGBT transistors arranged on the common point side have their emitter connected to their gate; the negative current flowing in the IGBT transistor connected on the DC intermediate voltage side and in the internal diode of the other IGBT transistor of the same arm connected to the AC common point.
  • the management circuit comprises: a modulated hysteresis control circuit for ensuring the sinusoidal currents of the currents in the alternating parts of the converter circuit,
  • stage switching circuit defining a stage switching level parameter v * st used for controlling the transistors
  • a distribution circuit such as a programmable circuit, for distributing control signals to the IGBT transistors from pulse width modulation signals from the modulated hysteresis control circuit and from the switching level parameter of 'floor.
  • distribution circuit is meant for example a programmable circuit parameterized to distribute control signals to different transistors.
  • the current harmonic distortion ratio (TDHi) can tend to zero and the power factor is greatly improved.
  • This quality is particularly interesting for all-electric on-board systems whose source has a limited energy in time: the efficiency of the converter is greatly improved mainly due to the low value of the switching frequency and a perfectly flat voltage on the side. continuous and free of high frequency harmonic components.
  • Control and control by modulated hysteresis current can be either of completely analog embodiment, or of completely digital realization, so simple and robust.
  • the management circuit may comprise at least one DSP ("Digital Signal Processor") circuit for digital management.
  • the modulated hysteresis control circuit comprises a modulated current hysteresis control module having as input:
  • the positive reference current I ref + can be obtained by adding a current reference I re fo with a positive variation AI + ref of the reference current.
  • the negative reference current Iref- can be obtained by adding a reference current I re fo with a negative variation AI re f- of the reference current.
  • This reference current I re fo may for example be obtained from a reference current of a load of the rectifier: according to fixed values of active power and reactive power of the load.
  • the positive variation AI re f + of the reference current is a signal coming from a corrector having as input:
  • One of the positive intermediate DC voltages may be the highest intermediate DC voltage.
  • the negative variation AI re f- of the reference current is advantageously a signal coming from a corrector having as input:
  • one of the negative intermediate DC voltages may be the most negative intermediate DC voltage.
  • the floor switching circuit is powered by:
  • one of the positive or negative intermediate DC voltages is the highest or the lowest positive DC voltage respectively.
  • the correctors are of proportional integral type derived by fractional order.
  • the input and output currents are perfectly sinusoidal and are totally controlled.
  • the voltages of the capacitors are perfectly flat and symmetrical, and can be continuously regulated. In this case, for example with a rectifier provided for 5 levels, one can then have either 5 levels or 3 levels in output voltage.
  • a rectifier provided for 5 levels
  • efficient signal management the voltage and current edges that are the source of electromagnetic disturbances on the environment more or less close to the circuit are limited.
  • the recovery gain is higher than that of a conventional rectification in three-phase mode.
  • the operation of the converter is decomposable into two main sequences:
  • the external arms may each comprise two IGBT transistors provided with an internal anti-parallel diode, these two IGBT transistors being connected in series by their emitter.
  • a system comprising two converter circuits as described above, one of the two converter circuits being configured as a rectifier, the other as an inverter; the two converter circuits being arranged back-to-back.
  • FIG. 1 is a simplified schematic view illustrating an N (uneven) level rectifier arm according to the invention
  • - Figures 2 to 4 are schematic views illustrating the topology of an arm for a rectifier respectively 3 levels, 5 levels, 7 levels;
  • FIG. 5 is a schematic view illustrating a configuration for the positive alternation of the supply voltage e
  • FIGS. 6a and 6b are schematic views illustrating configurations for two main sequences of 'Boost' operating modes
  • FIG. 7 is a schematic view illustrating two possibilities of close control
  • FIG. 8 is a schematic view illustrating a control of currents
  • FIG. 9 is a simplified schematic view illustrating an overall control of the multi-level three-phase rectifier according to the invention.
  • FIG. 10 is a simplified schematic view illustrating two back-to-back converters for five-level converters.
  • FIGS. 11a, 11b and 11c are simplified schematic views illustrating curves obtained by simulation emphasizing the role of the parameter K V rmsl ;
  • FIG. 12 is a simplified schematic view illustrating curves obtained by simulation underlining the influence of the reference v ref inf with
  • FIG. 13 is a simplified schematic view illustrating relative variation curves of the four voltages + v 2 , -v 2 , + v 1 and -v, as a function of the load of the inverter;
  • FIG. 14 is a simplified schematic view illustrating waveforms and performance during abrupt changes in the load of the inverter.
  • FIG. 15 is a simplified schematic view illustrating waveforms and performance during abrupt variations in the operating frequency of the inverter.
  • FIG. 16 is a simplified schematic view illustrating waveforms during abrupt variations of references v ref sup and v ref inf . ;
  • FIGS. 17a and 17b are schematic views of the arms of an N (odd) -converter in fully reversible mode;
  • FIG. 18 is a simplified schematic view illustrating an electrical network with unbalanced operating compensation;
  • FIGS. 19 and 20 are simplified schematic views illustrating a compensation circuit for an imbalance on the negative and then positive alternation of the voltage
  • FIGS. 21a, 21b and 21c are simplified schematic views illustrating examples of topology of an arm for a 3 level (left), 5 level (center), 7 level (right) rectifier;
  • FIG. 22 is a simplified schematic view illustrating a configuration for the positive alternation of the supply voltage e
  • FIGS. 23a, 23b and 23c are simplified schematic views illustrating configurations during the positive half-cycle of the supply voltage e for the control of the voltage V 2 . ;
  • FIGS. 24a, 24b and 24c are simplified schematic views illustrating configurations during the positive half-cycle of the supply voltage e for the control of the voltage V l ;
  • FIG. 25a and 25b are simplified schematic views illustrating two possibilities of close control
  • FIG. 26 is a simplified schematic view illustrating two back-to-back converters based on five-level converters for a completely reversible conversion.
  • FIG. 27 is a simplified schematic view illustrating the management of currents based on a PIDOF corrector for the rectifier.
  • FIG. 1 shows a reversible single-phase topology according to the invention for N (odd) levels, with
  • the input signal e (t) is applied, via an inductive circuit having a resistance p and an inductance ⁇ , to a common point connecting N conversion arm.
  • the two external conversion arms comprise a single IGBT transistor Tl and T 2N-2 .
  • the emitter of transistor T1 receives the input signal e (t).
  • the issuer of transistor T 2N -2 is connected to the most negative DC output voltage point: -V (N- i ) / 2 .
  • n-2 other internal conversion arms each having two IGBT transistors connected in series by their emitter.
  • Filtering capacitors C are arranged respectively between the n intermediate voltage levels.
  • the transistors numbered between ⁇ ⁇ and ⁇ ⁇ _ ⁇ as well as those also numbered between ⁇ 3 ⁇ _ 1 and
  • the operating analysis can be done on the single-phase converter at five levels: the neutral of the network and the 0V are connected.
  • a qualitative analysis of operation is performed during the positive half-cycle of the supply voltage e, according to the diagram of FIG. 5.
  • the transistors ⁇ 5 and ⁇ 6 (resp. r, and ⁇ 4 ) are controlled during the positive (or negative) alternation of the supply voltage e, see Figure 5.
  • the transistors T 2 and T 7 are off.
  • the voltage v 2 is controlled by the transistor ⁇ 6 and the diode D j : the sequence change is natural as of the blocking command of ⁇ 6 ;
  • the voltage v is controlled by the transistors ⁇ 6 and ⁇ 5 : to ensure the continuity of the current in the inductance ⁇ , the transistor ⁇ 5 must be switched on before blocking the transistor ⁇ 6 .
  • the "Boosf" effect is conventionally obtained by a simple PWM command with a variable duty cycle for the transistor ⁇ 6. As seen previously, for the sequence of the
  • Fig.6-b the transistor ⁇ 5 must be switched on before blocking the transistor ⁇ 6 .
  • Triggers in English
  • ⁇ 5 Typel and Type2 strategies. These two strategies are based on a simple comparison of a DC voltage level v st with respect to the supply voltage e, thus defining a stage switching level parameter v * according to: v * E being the value of peak voltage of the input voltage e.
  • FIG. 8 shows a back-to-back rectifier with an inverter, with: i ref , the reference current of the network, and i ref Jnv the reference current of the inverter.
  • FIG. 8 presents the control block diagram for the line currents II, I2 and I3 of the rectifier, and iA, iB and iC of the inverter.
  • Figure 27 incorporates a PIDOF corrector instead of the MHCC of the rectifier to manage line currents.
  • the PIDOF can also be used to manage the currents of the inverter.
  • the coefficient ⁇ ⁇ msl can be defined by simulation: it depends very strongly on the operating mode of the multi-level inverter.
  • the operating mode of the multi-level inverter is as described in WO 2011/058273 A2. Assuming the perfect switches, the conservation of the active powers between the network and the load of the inverter gives approximately:
  • each converter circuit is associated with a management circuit CG I or CG2 based on DSP.
  • the rectifier is for example connected to an alternative source such as a power supply network.
  • the inverter is in particular connected to an alternative autonomous source having the dual function of turbine or generator.
  • Back-to-back converters according to the invention constitute a reversible assembly.
  • the CG I and CG2 management circuits are used to adjust the signals passing through the converters according to whether the pump is operating in a turbine or a generator. Conversion is one way or the other.
  • the reference current I ref0 is obtained from a current i ref Jnv , P, Q and v A msl .
  • this current is defined by:
  • the calculations are performed numerically by means of a DSP circuit.
  • the reference currents i ref + and i ref _ resulting from the addition between I ref0 and respectively M ref + and M ref _ serve as new references in the control M HCC or preferably PIDOF, and will be associated respectively with the positive half cycle ( or negative) of the three line currents i 1 , i 2 3 .
  • corrector2 v ref inf with + v, (resp -v ; ), generates the level parameter of positive stage switching v st + and negative v st _: the level v st + (respectively v st _) is associated with the positive (or negative) alternations of the three three-phase voltages of sources e I , e 2 , e 3 .
  • the four correctors used in this diagram are of type 'Proportional Integral Derived with Fractional Order'.
  • the main interests of this corrector are: fast dynamics, low overshoot and almost zero phase shift of the response signal. The answer is almost instantaneous, no discharge.
  • the PIDOF correction is optimized by a DSP-managed algorithm.
  • the reference v ref sup acts on the reference current of the three input currents to impose by the control PIDOF or MHCC sinusoidal paces and also control the flatness and the symmetry of the voltages + v 2 and - v 2 ;
  • the various correctors, the PIDOF controller (or MHCC) and the switching stage are advantageously implemented within the management circuit based on one or more DSP circuits.
  • the signal distributor Ti may be hardwired logic.
  • Figures 11a, 11b and 11c show the simulation results as a function of the parameter ⁇ ⁇ msl .
  • the voltages + v 2 , -v 2 , + v 1 and -v have a perfectly linear shape , and in the variation range of the parameter ⁇ ⁇ msl , the fundamental of the single voltage v A msl of the inverter does not vary greatly around 230V.
  • the DC output voltages of the rectifier are symmetrical.
  • the currents evolve linearly, with harmonic distortion rates (THD) around 5%, validating perfectly their sinusoidal pace.
  • TDD harmonic distortion rates
  • the p input powers and output in p out with a load of the inverter having a 10 ° pitch are adjustable substantially linearly with the parameter ⁇ ⁇ msl, with a yield around 90%.
  • the Boost effect of the converter is effective because with an input voltage of 130V rms, a maximum DC voltage of 800V is obtained.
  • the four voltages vary at the same time, and it is observed during the first moments t 0 that the currents of the input network are zero, validating the configuration where the rectifier is fully open. Note also that during these disturbances, the reaction of the system vis-à-vis the AC magnitudes of the two converters is almost instantaneous, and that the input currents remain substantially sinusoidal.
  • the topology described in WO2001 / 058273 is partially reversible: the current flowing in the diodes of the outermost arms can not be regulated. On the other hand, it is totally reversible for the internal arms with a control of the exchanges of energy.
  • the present invention also relates to a completely reversible operation in rectifier and inverter multilevel converters.
  • matrix converters the fundamental principle is to use for all arms a switch equivalent to 4 quadrants, called in English 'Four Quadrants Switch' (FQS).
  • FQS Quadrants Switch'
  • This equivalent switch is composed of two power transistors provided with their internal diode and put in series by their collector. The direction of the current in the arm is then imposed and controlled by the controlled switch.
  • the notable difference with the previous structure of the patent WO 2011/058273 A2 is the addition of the transistors on the most positive bus-bar and on the most negative arm as can be seen in Figures 17a and 17b.
  • Figures 17a and 17b show the fully reversible single-phase topology for N (odd) levels.
  • Figure 17a relates to operation in multilevel rectifier.
  • Figure 17b relates to multi-level recovery operation.
  • the quantities ⁇ , ⁇ can be provided by a coupling transformer.
  • Figures 17a and 17b • 7: the numbering of the IGBT switches,
  • V 0 0V, the potential of the midpoint.
  • inverter is similar to that of document WO 2011/058273 A2, while integrating the specific commands of transistors 7 ⁇ and T ' 2N _ 2 .
  • two modes of operation can be apprehended:
  • the transistors 7 ⁇ and T ' 2N _ 2 can be removed and the topology of the document WO 2011/058273 A2 is found.
  • the unbalanced and (or asymmetrical) mode can for example be the case in an unbalanced electrical network, see Figure 18. If the voltages at the terminals of the use are in imbalance, the present converter compensates for these imbalances. This type of operation is commonly encountered in isolated, isolated networks (for example, a shipboard network, etc.).
  • the transistor T'1 In a negative alternation of the voltage, the transistor T'1 is blocked while the transistors T8 and T'8 are active. The operation is reversed alternately positive, T'8 blocked while Tl and T'is active.
  • the converter operates as a rectifier to maintain the capacitor loads
  • Rectifier mode operation can be described from the 3, 5 and 7 level topology examples according to Figs. 21a, 21b and 21c for resistive output loads.
  • the expected objectives are of three kinds:
  • the voltages of the capacitors are perfectly flat (so do not contain pulsating components). They can be continuously and individually regulated. And thanks to the command, one can also have indifferently, for example for a rectifier with 5 levels, either 5 levels, or 4 levels, three levels, or two levels for the output voltage. The possibility of operation with symmetrical two-to-two or asymmetrical output voltages can be considered.
  • the recovery gain is higher than that of a conventional rectification in three-phase mode.
  • the operation analysis can be performed on the five-level single-phase converter of Figure 21b: the neutral of the network and the 0V are connected.
  • the symmetrical operation analysis of the rectifier can be as follows. The qualitative analysis during the positive half-cycle of the supply voltage e is based on the diagram in FIG. 22.
  • T 5 and T 6 are controlled during the positive alternation (respectively r 3 , T 4 and T during the negative half cycle) of the supply voltage e.
  • Fig.23a shows the sequence for the control of voltage V 2 .
  • Fig. 23b by the ignition of T 6 magnetizes the inductance! ; in this case the control of the transistor T can be indifferently equal to 0 or 1 because the diode D l remains locked (voltage at its terminals equal to - V 2 ).
  • the Fig.23c is valid as soon as the transistor T 6 is controlled blocking but however having previously switched on the transistor T.
  • the two sequences of Fig.23b and 23c are the two main sequences describing a mode of operation chopper or BOOST.
  • Fig.24a shows the sequence for the control of the voltage V x .
  • Fig. 24b by the ignition of T 6 magnetizes the inductance ⁇ ; in this case the commands of the transistors T and T 5 may be indifferently equal to 0 or 1 because the diodes D 1 and D 2 remain blocked (voltage across D 1 equal to V 1 - V 2 , voltage across D 2 equal to - V x ).
  • FIG. 24c is valid as soon as the transistor T 6 is controlled at the blocking stage, but however having previously switched on the transistor T 5 .
  • the two sequences of Fig.24b and 24c are the two main sequences describing a mode of operation chopper or BOOST.
  • Figs. 25a and 25b present two ways of generating the control triggers on T, T 5 and T 6 according to the strategies of Typel and
  • the output voltage can have either 5 levels or 3 levels.
  • stage switching circuit is meant a circuit for changing steps in the voltage pattern of a multi-level inverter. This bearing change can be fine (it goes from the stage i, so the voltage level i at i + 1 stage, the voltage level i + 1), or coarse (we go from the stage i to the stage k).
  • the stage switching level can be defined as follows. If N is the number of levels of the DC voltage, the levels of stage switching are DC voltages between + 1 and -1 and compared to sinusoidal waves of unit amplitude A t (t), e in phase with the simple voltages of the alternating side e. (t), with z ' e [1,2,3] for a
  • N - l three - phase system. If N is odd the number of these levels is. If N
  • the reference unit voltage (and the stage switching voltage levels are part of the overall control strategy of the set.) These quantities are fundamentally useful in ensuring the existence of different voltage levels for multi-level inverters. This is where the term floor switching circuit comes into play.
  • the general control strategy is to make closed loops on the operation of the converter.
  • the main interest is mainly focused on the rectifier operation, so the converter on the left of figure 26.
  • the expected objectives consist in feeding the multilevel converter (right converter of FIG. 26), with perfectly flat busbar voltages (not loaded with oscillating components), and symmetrical two by two, input currents 15 2 , 3 sinusoidal in full compliance with EMC standards, a virtually unitary power factor, and minimal converter losses.
  • the behavior of line currents 2 , 3 provided by the power supply network depends on the control strategy.
  • several high-performance correctors can be used:
  • Figure 27 describes a mode where a PIDOF is used for the rectifier and an MHCC for the inverter.
  • FIG. 26 shows the same structural base as FIG. 10, completing it so as to be completely reversible with a command based on PIDOF.
  • FIGS. 8, 9 and 10 can be repeated for FIGS. 26 and 27 in that they have in common.
  • the reversible inverter-rectifier operation of a converter can open wide possibilities especially on aspects of optimum management of electrical energy in both directions of energy conversion: upstream-downstream and downstream-upstream. This approach is not yet widespread for multilevel converters. It must be implemented in full compliance with the very stringent standards of Electromagnetic Compatibility and high performance operation of the energies involved: very good efficiency (low switching losses and conduction of power switches), high reliability and very wide viability, highly secure integrity of the power switches, very interesting dynamic behavior and very stable steady state,

Abstract

The invention relates to a reversible matrix converter circuit with n levels per phase comprising n conversion arms exhibiting on one side n ends for generating or receiving respectively n intermediate DC voltage levels, and exhibiting on another side n ends linked at a common point of AC signal input or output. This circuit comprises:- two external arms linked respectively to the highest level of positive voltage and to the lowest level of negative voltage, these two external arms each comprising a single IGBT transistor or two power transistors, linked by their emitter, - two IGBT power transistors, linked in series by their emitter on each of the n-1 internal arms, - filtering capacitors disposed respectively between the n intermediate voltage levels.

Description

" Circuit convertisseur matriciel réversible."  "Reversible matrix converter circuit."
La présente invention concerne un circuit convertisseur matriciel réversible redresseur-onduleur à n niveaux par phase. The present invention relates to a n-phase reversible rectifier-inverter matrix converter circuit.
On connaît d'une part des circuits redresseurs multi-niveaux. De tels circuits peuvent être commandés ou non et permettent de redresser un signal alternatif triphasé. Le document WO 01/47094 A2, "Method and Control Circuitry for a Three-Phase ThreeLevel Boost Rectifier", décrit un redresseur triphasé à 3 niveaux dans lequel on utilise un pont de diodes qui rend l'ensemble non réversible. Le document FR2881294 décrit un redresseur réversible à base de transistors IGBT mais dans une structure non multi- niveaux. Le document US6005787 qui décrit un circuit convertisseur matriciel multi-niveaux comprenant plusieurs bras de conversion alimentés par différentes tensions positives intermédiaires et reliés en sortie en un point commun générant un courant de sortie. Les interrupteurs sont concrétisés par des transistors MOS et non des IGBT. En outre les tensions sont uniquement positives.  Multilevel rectifier circuits are known on the one hand. Such circuits can be controlled or not and can rectify a three-phase AC signal. WO 01/47094 A2, "Method and Control Circuitry for a Three-Phase ThreeLevel Boost Rectifier", describes a 3-phase three-phase rectifier in which a diode bridge is used which makes the assembly non-reversible. Document FR2881294 describes a reversible rectifier based on IGBT transistors but in a non-multi-level structure. US6005787 which discloses a multi-level matrix converter circuit comprising a plurality of conversion arms powered by different intermediate positive voltages and connected in output to a common point generating an output current. The switches are embodied by MOS transistors and not IGBTs. In addition, the voltages are only positive.
On connaît par ailleurs, des circuits onduleurs matriciels à n niveaux par phase comprenant n bras de conversion alimentés respectivement par n niveaux de tensions intermédiaires et reliés en sortie en un point commun générant un courant de sortie. Un tel circuit est notamment décrit dans le document WO 2011/058273 A2, " Circuit convertisseur matriciel multi- niveaux multi-tensions, et procédé de mise en œuvre d'un tel circuit"  Also known are n-phase matrix inverter circuits comprising n conversion arms fed respectively by n intermediate voltage levels and connected in output to a common point generating an output current. Such a circuit is described in particular in document WO 2011/058273 A2, Multi-level multi-level matrix converter circuit, and method for implementing such a circuit.
La présente invention a pour objectif un circuit convertisseur matriciel réversible redresseur-onduleur à n niveaux par phase dans lequel on peut encore améliorer la qualité des courants du côté alternatif traités par rapport aux systèmes de l'art antérieur. En particulier, on souhaite obtenir des courants d'entrée et/ou de sortie le plus sinusoïdaux possible. Un autre but de l'invention est d'atteindre un gain de redressement élevé, pour le fonctionnement redresseur. It is an object of the present invention to provide a n-phase reversible rectifier-inverter matrix converter circuit in which the quality of the rectified AC side currents can be further improved over prior art systems. In particular, it is desired to obtain the most sinusoidal input and / or output currents possible. Another object of the invention is to achieve a high recovery gain for the rectifier operation.
On atteint au moins l'un des objectifs précités avec un circuit convertisseur matriciel réversible à n niveaux par phase, n étant principalement un nombre impair. Ce circuit convertisseur comprend n bras de conversion présentant d'un côté n extrémités pour générer ou recevoir respectivement n niveaux de tensions continues intermédiaires, et présentant d'un autre côté n extrémités reliées en un point commun d'entrée ou sortie de signal alternatif, caractérisé en ce que les n bras de conversion sont répartis de la manière suivante : At least one of the above-mentioned objectives is reached with a reversible matrix converter circuit with n levels per phase, n being mainly an odd number. This converter circuit comprises n conversion arms presenting on one side n ends for generating or receiving respectively n intermediate DC voltage levels, and having on the other side n connected ends at a common input or output AC signal, characterized in that the n conversion arms are distributed as follows:
- deux bras externes dédiés du côté des tensions continues intermédiaires aux deux niveaux de tension respectivement positive et négative les plus élevés en valeur absolue + VN_l ,-VN_l ; ces deux bras externes comportant two dedicated external arms on the side of the intermediate DC voltages at the two highest positive and negative voltage levels in absolute value + V N _ 1 , -V N _ 1 ; these two external arms including
2 2  2 2
chacun au moins un transistor IGBT muni d'une diode interne en antiparallèle, le courant dans ces bras étant contrôlé dans un sens et naturel dans l'autre, each at least one IGBT transistor provided with an internal antiparallel diode, the current in these arms being controlled in one direction and natural in the other,
- n-2 bras internes dédiés aux autres n-2 niveaux de tensions continues intermédiaires, ces n-2 bras internes comportant chacun deux transistors IGBT munis d'une diode interne en anti-parallèle et reliés en série par leur émetteur,  n-2 internal arms dedicated to the other n-2 intermediate DC voltage levels, these n-2 internal arms each comprising two IGBT transistors provided with an internal anti-parallel diode and connected in series by their emitter,
- n-1 condensateurs de filtrage disposés respectivement entre les n niveaux de tensions continues intermédiaires, et n-1 filter capacitors arranged respectively between the n intermediate DC voltage levels, and
- un circuit de gestion pour commander les transistors IGBT en mode redresseur ou onduleur. La présente invention propose une nouvelle structure de redresseur réversible à n niveaux dédiés notamment à la basse tension. A titre d'exemple non limitatif, on utilisera de préférence ce redresseur pour n inférieur ou égal à sept.  a management circuit for controlling the IGBT transistors in rectifier or inverter mode. The present invention proposes a new reversible rectifier structure with n levels dedicated in particular to the low voltage. By way of non-limiting example, this rectifier will preferably be used for n less than or equal to seven.
L'utilisation de transistors IGBT, alliant les avantages des technologies bipolaire et MOS, associée notamment à une fréquence de découpage relativement basse, de l'ordre de quelques kHz, permet une réduction de pertes de commutation et en conduction et la mise en œuvre d'une commande simplifiée et peu dissipative. On peut aussi envisager des applications en moyenne et forte puissances : dans ce cas précis, on peut remplacer l'unique transistor IGBT du bras externe par deux transistors en série reliés par leur émetteur, donc de même topologie que les transistors des bras internes.  The use of IGBT transistors, combining the advantages of bipolar and MOS technologies, associated in particular with a relatively low switching frequency, of the order of a few kHz, allows a reduction of commutation and conduction losses and the implementation of 'a simplified order and little dissipative. We can also consider applications in medium and high power: in this case, we can replace the single transistor IGBT of the outer arm by two transistors in series connected by their emitter, so the same topology as the transistors of the internal arms.
Avec le circuit convertisseur selon l'invention, le fonctionnement réversible « onduleur-redresseur » peut ouvrir de larges possibilités quant à la gestion de l'énergie électrique dans les deux sens de la conversion d'énergie : amont-aval et aval-amont. With the converter circuit according to the invention, the reversible "inverter-rectifier" operation can open wide possibilities as to the management of electrical energy in both directions of energy conversion: upstream-downstream and downstream-upstream.
Avec ce circuit convertisseur réversible selon l'invention, on aboutit à une topologie efficace où la conduction de courant est assurée par un seul transistor à deux quadrants (avec sa diode interne), sur les bras externes et par un transistor quatre quadrants sur les bras internes. Les pertes de conduction et de commutation des interrupteurs, surtout à basse fréquence de découpage, peuvent être comparables sinon plus faibles que celles des convertisseurs multi niveaux classiques. With this reversible converter circuit according to the invention, it leads to an efficient topology where the current conduction is provided by a single transistor with two quadrants (with its internal diode), on the outer arms and a transistor four quadrants on the arms internal. The conduction and switching losses of the switches, especially at low switching frequency, can be comparable, if not lower than those of conventional multilevel converters.
Avec l'utilisation des transistors IGBT, le circuit convertisseur réversible selon l'invention peut fonctionner en commutation dure avec toutefois une solidité et une viabilité renforcée : par le choix combiné d'une fréquence de découpage relativement basse, de la résistance de grille RG0N plus petite que la résistance de grille R9OFF, et de la connexion des interrupteurs de puissance par le principe des bus-barres avec les plaques les plus externes reliées à la terre. Ce type de câblage est largement reconnu pour une protection efficace vis-à-vis des interférences électromagnétiques. Selon l'invention, en mode redresseur, dans lesdits n-2 bras internes : With the use of the IGBT transistors, the reversible converter circuit according to the invention can operate in hard commutation with, however, increased strength and viability: by the combined choice of a relatively low switching frequency, the gate resistance R G0 N smaller than the grid resistance R 9 OFF, and the connection of the power switches by the principle of bus-bars with the outermost plates connected to the ground. This type of wiring is widely recognized for effective protection against electromagnetic interference. According to the invention, in rectifier mode, in said n-2 internal arms:
- pour des bras dédiés à des niveaux de tensions continues intermédiaires positives, les transistors IGBT disposés du côté des tensions continues intermédiaires ont leur émetteur relié à leur grille ; le courant positif circulant dans le transistor IGBT relié au point commun alternatif et dans la diode interne de l'autre transistor du même bras, et  for arms dedicated to positive intermediate DC voltage levels, the IGBT transistors arranged on the DC intermediate voltage side have their emitter connected to their gate; the positive current flowing in the IGBT transistor connected to the AC common point and in the internal diode of the other transistor of the same arm, and
- pour des bras dédiés à des niveaux de tensions continues intermédiaires négatives, les transistors IGBT disposés du côté du point commun ont leur émetteur relié à leur grille ; le courant négatif circulant dans le transistor IGBT relié du côté des tensions continues intermédiaires et dans la diode interne de l'autre transistor IGBT du même bras relié au point commun alternatif.  for arms dedicated to negative intermediate DC voltage levels, the IGBT transistors arranged on the common point side have their emitter connected to their gate; the negative current flowing in the IGBT transistor connected on the DC intermediate voltage side and in the internal diode of the other IGBT transistor of the same arm connected to the AC common point.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le circuit de gestion comprend : - un circuit de commande par hystérésis modulée pour assurer les allures sinusoïdales des courants dans les parties alternatives du circuit convertisseur, According to an advantageous characteristic of the invention, the management circuit comprises: a modulated hysteresis control circuit for ensuring the sinusoidal currents of the currents in the alternating parts of the converter circuit,
- un circuit de commutation d'étage définissant un paramètre de niveau de commutation d'étage v*st utilisé pour la commande des transistorsa stage switching circuit defining a stage switching level parameter v * st used for controlling the transistors
IGBT, et IGBT, and
- un circuit de répartition, tel un circuit programmable, pour répartir des signaux de commande vers les transistors IGBT à partir de signaux de modulation par largeur d'impulsion provenant du circuit de commande par hystérésis modulée et à partir du paramètre de niveau de commutation d'étage.  a distribution circuit, such as a programmable circuit, for distributing control signals to the IGBT transistors from pulse width modulation signals from the modulated hysteresis control circuit and from the switching level parameter of 'floor.
Par circuit de répartition, on entend par exemple un circuit programmable paramétré pour répartir des signaux de commande vers différents transistors.  By distribution circuit, is meant for example a programmable circuit parameterized to distribute control signals to different transistors.
Avec une telle commande par hystérésis modulée, le taux de distorsion harmonique en courant (TDHi) peut tendre vers zéro et le facteur de puissance s'en trouve fortement amélioré. Cette qualité est particulièrement intéressante pour les systèmes embarqués tout électrique dont la source dispose d'une énergie limitée dans le temps : le rendement du convertisseur est fortement amélioré dû essentiellement à la faible valeur de la fréquence de découpage et à une tension parfaitement plate du côté continu et débarrassée de composantes harmoniques à haute fréquence.  With such a modulated hysteresis control, the current harmonic distortion ratio (TDHi) can tend to zero and the power factor is greatly improved. This quality is particularly interesting for all-electric on-board systems whose source has a limited energy in time: the efficiency of the converter is greatly improved mainly due to the low value of the switching frequency and a perfectly flat voltage on the side. continuous and free of high frequency harmonic components.
La commande et le contrôle par hystérésis modulée de courant peut être soit de réalisation totalement analogique, soit de réalisation totalement numérique, donc simple et robuste. Le circuit de gestion peut comprendre au moins un circuit DSP (« Digital Signal Processor ») pour une gestion numérique. Control and control by modulated hysteresis current can be either of completely analog embodiment, or of completely digital realization, so simple and robust. The management circuit may comprise at least one DSP ("Digital Signal Processor") circuit for digital management.
De préférence, le circuit de commande par hystérésis modulée comprend un module de commande par hystérésis modulée de courant ayant en entrée :  Preferably, the modulated hysteresis control circuit comprises a modulated current hysteresis control module having as input:
- un courant de référence positif Iref+ pour des alternances positives du signal d'entrée du redresseur, - a positive reference current I ref + for positive half-waves of the rectifier input signal,
- un courant de référence négatif Iref. pour des alternances négatives du signal d'entrée du redresseur, - a negative reference current I re f. for negative alternations of the input signal of the rectifier,
- un signal triangulaire à superposer au courant de référence positif ou négatif, et - un courant de ligne par phase à comparer au courant de référence positif ou négatif ainsi superposé avec le signal triangulaire. a triangular signal to be superimposed on the positive or negative reference current, and - a line current per phase to be compared to the positive or negative reference current thus superimposed with the triangular signal.
En particulier, le courant de référence positif Iref+ peut être obtenu par addition d'un courant de référence Irefo avec une variation positive AIref+ du courant de référence. De la même manière, le courant de référence négatif Iref- peut être obtenu par addition d'un courant de référence Irefo avec une variation négative AIref- du courant de référence. In particular, the positive reference current I ref + can be obtained by adding a current reference I re fo with a positive variation AI + ref of the reference current. In the same way, the negative reference current Iref- can be obtained by adding a reference current I re fo with a negative variation AI re f- of the reference current.
Ce courant de référence Irefo peut par exemple être obtenu à partir d'un courant de référence d'une charge du redresseur : selon des valeurs fixées de la puissance active et la puissance réactive de cette charge. This reference current I re fo may for example be obtained from a reference current of a load of the rectifier: according to fixed values of active power and reactive power of the load.
De préférence, la variation positive AIref+ du courant de référence est un signal issu d'un correcteur ayant en entrée : Preferably, the positive variation AI re f + of the reference current is a signal coming from a corrector having as input:
- une tension de référence supérieure Vref_sup, et an upper reference voltage V re f_ sup , and
- l'une des tensions continues intermédiaires positives.  one of the positive intermediate DC voltages.
L'une des tensions continues intermédiaires positives peut être la tension continue intermédiaire la plus élevée.  One of the positive intermediate DC voltages may be the highest intermediate DC voltage.
En outre, la variation négative AIref- du courant de référence est avantageusement un signal issu d'un correcteur ayant en entrée : In addition, the negative variation AI re f- of the reference current is advantageously a signal coming from a corrector having as input:
- une tension de référence supérieure Vref_sup, et an upper reference voltage V re f_ sup , and
- l'une des tensions continues intermédiaires négatives.  one of the negative intermediate DC voltages.
De la même manière, l'une des tensions continues intermédiaires négatives peut être la tension continue intermédiaire la plus négative.  In the same way, one of the negative intermediate DC voltages may be the most negative intermediate DC voltage.
En complément notamment de ce qui précède, le circuit de commutation d'étage est alimenté par : In addition to the above, the floor switching circuit is powered by:
- un paramètre de commutation d'étage positif V*st+ issu d'un correcteur ayant en entrée une tension de référence inférieur Vrefjnf et l'une des tensions continues intermédiaires positives, et a positive stage switching parameter V * st + coming from a corrector having as input a lower reference voltage V re fjnf and one of the positive intermediate DC voltages, and
- un paramètre de commutation d'étage négatif V*st- issu d'un correcteur ayant en entrée la tension de référence inférieur Vrefjnf et l'une des tensions continues intermédiaires négatives. - A negative stage switching parameter V * st- from a corrector having as input the lower reference voltage V re fjnf and one of the negative intermediate DC voltages.
Par ailleurs, l'une des tensions continues intermédiaires positives ou négatives est la tension continue intermédiaire la plus élevée ou la plus négative respectivement. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les correcteurs sont de type proportionnel intégral dérivé à ordre fractionnaire. On the other hand, one of the positive or negative intermediate DC voltages is the highest or the lowest positive DC voltage respectively. According to an advantageous characteristic of the invention, the correctors are of proportional integral type derived by fractional order.
Avec le circuit convertisseur selon l'invention, les courants d'entrée et de sortie sont parfaitement sinusoïdaux et sont totalement contrôlés. Les tensions des condensateurs sont parfaitement plates et symétriques, et peuvent être continûment réglées. Dans ce cas, par exemple avec un redresseur prévu pour 5 niveaux, on peut alors disposer soit de 5 niveaux soit de 3 niveaux en tension de sortie. Avec une gestion efficace des signaux, on limite les fronts de tension et de courant qui sont source de perturbations électromagnétiques sur l'environnement plus ou moins proches du circuit.  With the converter circuit according to the invention, the input and output currents are perfectly sinusoidal and are totally controlled. The voltages of the capacitors are perfectly flat and symmetrical, and can be continuously regulated. In this case, for example with a rectifier provided for 5 levels, one can then have either 5 levels or 3 levels in output voltage. With efficient signal management, the voltage and current edges that are the source of electromagnetic disturbances on the environment more or less close to the circuit are limited.
Par ailleurs, le gain de redressement est supérieur à celui d'un redressement conventionnel en mode triphasé. Le fonctionnement du convertisseur est décomposable en deux séquences principales :  In addition, the recovery gain is higher than that of a conventional rectification in three-phase mode. The operation of the converter is decomposable into two main sequences:
- Lorsque l'un des interrupteurs du bras central est commandé et tous les autres OFF, l'inductance additionnelle λ du réseau emmagasine de l'énergie magnétique,  - When one of the switches of the central arm is controlled and all the other OFF, the additional inductance λ of the network stores magnetic energy,
- Lorsque ces interrupteurs sont OFF et l'un au moins des interrupteurs des bras est ON, cette énergie magnétique est transférée dans les condensateurs de sortie et dans la charge C'est le principe caractéristique de fonctionnement d'un convertisseur BOOST. Cela sera explicité par la suite.  When these switches are OFF and at least one of the switches of the arms is ON, this magnetic energy is transferred into the output capacitors and into the load. This is the characteristic operating principle of a BOOST converter. This will be explained later.
A titre d'exemple non limitatif, les bras externes peuvent comprendre chacun deux transistors IGBT munis d'une diode interne en anti-parallèle, ces deux transistors IGBT étant reliés en série par leur émetteur.  By way of non-limiting example, the external arms may each comprise two IGBT transistors provided with an internal anti-parallel diode, these two IGBT transistors being connected in series by their emitter.
Selon l'invention, il est proposé un système comprenant deux circuits convertisseurs tels que décrits ci-dessus, l'un des deux circuits convertisseurs étant configuré en redresseur, l'autre en onduleur ; les deux circuits convertisseurs étant disposés dos-à-dos. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en œuvre nullement limitatif, essentiellement en mode de fonctionnement en redresseur, et des dessins annexés, sur lesquels :  According to the invention, there is provided a system comprising two converter circuits as described above, one of the two converter circuits being configured as a rectifier, the other as an inverter; the two converter circuits being arranged back-to-back. Other advantages and characteristics of the invention will appear on examining the detailed description of a non-limiting mode of implementation, essentially in rectifier mode of operation, and the appended drawings, in which:
- La figure 1 est une vue schématique simplifiée illustrant un bras de redresseur à N (impaire) niveaux selon l'invention ; - Les figures 2 à 4 sont des vues schématiques illustrant la topologie d'un bras pour un redresseur respectivement à 3 niveaux, à 5 niveaux, à 7 niveaux ; FIG. 1 is a simplified schematic view illustrating an N (uneven) level rectifier arm according to the invention; - Figures 2 to 4 are schematic views illustrating the topology of an arm for a rectifier respectively 3 levels, 5 levels, 7 levels;
- La figure 5 est une vue schématique illustrant une configuration pour l'alternance positive de la tension d'alimentation e ;  FIG. 5 is a schematic view illustrating a configuration for the positive alternation of the supply voltage e;
- Les figures 6a et 6b sont des vues schématiques illustrant des configurations pour deux séquences principales de modes de fonctionnement 'Boost' ;  FIGS. 6a and 6b are schematic views illustrating configurations for two main sequences of 'Boost' operating modes;
- La figure 7 est une vue schématique illustrant deux possibilités de commande rapprochée ;  FIG. 7 is a schematic view illustrating two possibilities of close control;
- La figure 8 est une vue schématique illustrant un contrôle des courants ; FIG. 8 is a schematic view illustrating a control of currents;
- La figure 9 est une vue schématique simplifiée illustrant un contrôle global du redresseur triphasé multi-niveau selon l'invention ; FIG. 9 is a simplified schematic view illustrating an overall control of the multi-level three-phase rectifier according to the invention;
- La figure 10 est une vue schématique simplifiée illustrant deux convertisseurs dos-à-dos pour des convertisseurs à cinq niveaux.  FIG. 10 is a simplified schematic view illustrating two back-to-back converters for five-level converters.
- Les figures l ia, 11b et 11c sont des vues schématiques simplifiées illustrant des courbes obtenues par simulation soulignant le rôle du paramètre KV rmsl ; FIGS. 11a, 11b and 11c are simplified schematic views illustrating curves obtained by simulation emphasizing the role of the parameter K V rmsl ;
- La figure 12 est une vue schématique simplifiée illustrant des courbes obtenues par simulation soulignant l'influence de la référence vref inf avecFIG. 12 is a simplified schematic view illustrating curves obtained by simulation underlining the influence of the reference v ref inf with
Vref sup = 400V ) V ref sup = 400V)
- La figure 13 est une vue schématique simplifiée illustrant des courbes de variation relative des quatre tensions +v2 , -v2 , +vl et -v, en fonction de la charge de l'onduleur ; FIG. 13 is a simplified schematic view illustrating relative variation curves of the four voltages + v 2 , -v 2 , + v 1 and -v, as a function of the load of the inverter;
- La figure 14 est une vue schématique simplifiée illustrant des formes d'ondes et Performances lors de variations brusques de la charge de l'onduleur. FIG. 14 is a simplified schematic view illustrating waveforms and performance during abrupt changes in the load of the inverter.
- La figure 15 est une vue schématique simplifiée illustrant des formes d'ondes et Performances lors de variations brusques de la fréquence de travail de l'onduleur.  FIG. 15 is a simplified schematic view illustrating waveforms and performance during abrupt variations in the operating frequency of the inverter.
- La figure 16 est une vue schématique simplifiée illustrant des formes d'ondes lors de variations brusques des références vref sup et vref inf . ; FIG. 16 is a simplified schematic view illustrating waveforms during abrupt variations of references v ref sup and v ref inf . ;
- Les figures 17a et 17b sont des vues schématiques des bras d'un convertisseur à N (impaire) niveaux dans un mode complètement réversible ; - La figure 18 est une vue schématique simplifiée illustrant un réseau électrique avec une compensation de fonctionnement en déséquilibre; FIGS. 17a and 17b are schematic views of the arms of an N (odd) -converter in fully reversible mode; FIG. 18 is a simplified schematic view illustrating an electrical network with unbalanced operating compensation;
- Les figures 19 et 20 sont des vues schématiques simplifiées illustrant un circuit de compensation d'un déséquilibre sur l'alternance négative puis positive de la tension ;  FIGS. 19 and 20 are simplified schematic views illustrating a compensation circuit for an imbalance on the negative and then positive alternation of the voltage;
- Les figures 21a, 21b et 21c sont des vues schématiques simplifiées illustrant des exemples de topologie d'un bras pour un redresseur à 3 niveaux (à gauche), à 5 niveaux (au centre), à 7 niveaux (à droite) ;  FIGS. 21a, 21b and 21c are simplified schematic views illustrating examples of topology of an arm for a 3 level (left), 5 level (center), 7 level (right) rectifier;
- La figure 22 est une vue schématique simplifiée illustrant une configuration pour l'alternance positive de la tension d'alimentation e ;  FIG. 22 is a simplified schematic view illustrating a configuration for the positive alternation of the supply voltage e;
- Les figures 23a, 23b et 23c sont des vues schématiques simplifiées illustrant des configurations pendant l'alternance positive de la tension d'alimentation e pour le contrôle de la tension V2 . ; FIGS. 23a, 23b and 23c are simplified schematic views illustrating configurations during the positive half-cycle of the supply voltage e for the control of the voltage V 2 . ;
- Les figures 24a, 24b et 24c sont des vues schématiques simplifiées illustrant des configurations pendant l'alternance positive de la tension d'alimentation e pour le contrôle de la tension Vl ; FIGS. 24a, 24b and 24c are simplified schematic views illustrating configurations during the positive half-cycle of the supply voltage e for the control of the voltage V l ;
- Les figures 25a et 25b sont des vues schématiques simplifiées illustrant deux possibilités de commande rapprochée ;  - Figures 25a and 25b are simplified schematic views illustrating two possibilities of close control;
- La figure 26 est une vue schématique simplifiée illustrant deux convertisseurs dos-à-dos à base de convertisseurs à cinq niveaux pour une conversion complètement réversible ; et  FIG. 26 is a simplified schematic view illustrating two back-to-back converters based on five-level converters for a completely reversible conversion; and
- La figure 27 est une vue schématique simplifiée illustrant la gestion des courants à base de correcteur PIDOF pour le redresseur. Sur la figure 1, on voit une topologie monophasée réversible selon l'invention pour N (impaire) niveaux, avec  FIG. 27 is a simplified schematic view illustrating the management of currents based on a PIDOF corrector for the rectifier. FIG. 1 shows a reversible single-phase topology according to the invention for N (odd) levels, with
• Tt . : la numérotation des interrupteurs IGBT, • T t . : the numbering of the IGBT switches,
• le potentiel d'un point de sortie;  • the potential of an exit point;
• y0 = ov , le potentiel du point milieu . • y 0 = ov, the potential of the midpoint.
Dans un fonctionnement redresseur, le signal d'entrée e(t) est appliqué, via un circuit inductif ayant une résistance p et une inductance λ, à un point commun reliant N bras de conversion . Les deux bras de conversion externes comportent un seul transistor IGBT Tl et T2N-2. L'émetteur du transistor Tl reçoit le signal d'entrée e(t) . L'émetteur du transistor T2N-2 est relié au point de tension continue de sortie la plus négative : -V(N-i)/2 . In a rectifying operation, the input signal e (t) is applied, via an inductive circuit having a resistance p and an inductance λ, to a common point connecting N conversion arm. The two external conversion arms comprise a single IGBT transistor Tl and T 2N-2 . The emitter of transistor T1 receives the input signal e (t). The issuer of transistor T 2N -2 is connected to the most negative DC output voltage point: -V (N- i ) / 2 .
On distingue les n-2 autres bras de conversion internes comportant chacun deux transistors IGBT reliés en série par leur émetteur. Des condensateurs de filtrage C sont disposés respectivement entre les n niveaux de tensions intermédiaires.  There are n-2 other internal conversion arms each having two IGBT transistors connected in series by their emitter. Filtering capacitors C are arranged respectively between the n intermediate voltage levels.
Pour assurer le fonctionnement en redresseur, les transistors numérotés entre τι et τΝ_{ , ainsi que ceux aussi numérotés entre τ_1 et To ensure the rectifier operation, the transistors numbered between τ ι and τ Ν _ { , as well as those also numbered between τ _ 1 and
2 2 T2N_2 doivent être bloqués. Des exemples de topologie à 3, 5 et 7 niveaux sont montrés sur les Figures 2, 3 et 4, avec des charges résistives en sortie. 2 2 T 2N _ 2 must be blocked. Examples of topology at 3, 5 and 7 levels are shown in Figures 2, 3 and 4, with resistive loads at the output.
A titre d'exemple, l'analyse de fonctionnement peut être faite sur le convertisseur monophasé à cinq niveaux : le neutre du réseau et le 0V sont reliés. En supposant un fonctionnement symétrique du redresseur, on effectue une analyse qualitative de fonctionnement pendant l'alternance positive de la tension d'alimentation e, selon le schéma de la Figure 5. Dans ce cas, les transistors τ5 et τ6 (resp. r, et τ4 ) sont commandés pendant l'alternance positive (resp. négative) de la tension d'alimentation e, voir figure 5. Les transistors T2 et T7 sont bloqués. For example, the operating analysis can be done on the single-phase converter at five levels: the neutral of the network and the 0V are connected. Assuming a symmetrical operation of the rectifier, a qualitative analysis of operation is performed during the positive half-cycle of the supply voltage e, according to the diagram of FIG. 5. In this case, the transistors τ 5 and τ 6 (resp. r, and τ 4 ) are controlled during the positive (or negative) alternation of the supply voltage e, see Figure 5. The transistors T 2 and T 7 are off.
Ainsi, l'analyse de fonctionnement repose sur les deux séquences principales montrées sur les Figures 6a et 6b :  Thus, the operating analysis is based on the two main sequences shown in Figures 6a and 6b:
Sur la Fig.6-a, la tension v2 est contrôlée par le transistor τ6 et la diode Dj : le changement de séquence est naturel dès la commande de blocage de τ6 ; In FIG. 6-a, the voltage v 2 is controlled by the transistor τ 6 and the diode D j : the sequence change is natural as of the blocking command of τ 6 ;
Sur la Fig.6-b, la tension v, est contrôlée par les transistors τ6 et τ5 : pour assurer la continuité du courant dans l'inductance λ , le transistor τ5 doit être préalablement allumé avant de bloquer le transistor τ6. Concernant la commande des transistors IGBT, on peut prévoir deux types de commande rapprochée. L'effet "Boosf est conventionnellement obtenu par une simple commande MLI avec un rapport cyclique variable pour le transistor τ6. Comme vu précédemment, pour la séquence de laIn FIG. 6-b, the voltage v is controlled by the transistors τ 6 and τ 5 : to ensure the continuity of the current in the inductance λ, the transistor τ 5 must be switched on before blocking the transistor τ 6 . Concerning the control of the IGBT transistors, two types of close control can be provided. The "Boosf" effect is conventionally obtained by a simple PWM command with a variable duty cycle for the transistor τ 6. As seen previously, for the sequence of the
Fig.6-b, le transistor τ5 doit être allumé au préalable avant de bloquer le transistor τ6. Ainsi, on peut considérer comme illustré sur le Fig.7 deux manières de générer les gâchettes (« triggers » en langue anglaise) de commande sur τ5 (stratégies Typel et Type2). Ces deux stratégies reposent sur une simple comparaison d'un niveau de tension continue vst par rapport à la tension d'alimentation e, définissant ainsi un paramètre de niveau de commutation d'étage v* selon : v* E ête étant la valeur de tension crête de la tension d'entrée e. Fig.6-b, the transistor τ 5 must be switched on before blocking the transistor τ 6 . Thus, one can consider as illustrated in Fig.7 two ways to generate triggers ("triggers" in English) command on τ 5 (Typel and Type2 strategies). These two strategies are based on a simple comparison of a DC voltage level v st with respect to the supply voltage e, thus defining a stage switching level parameter v * according to: v * E being the value of peak voltage of the input voltage e.
Ainsi :  So :
lorsque T5 = OFF et T6 commandé, alors la tension + v2 est contrôlée et la tension + vl se déduit par une règle de division de tension. Dans ce cas, on dispose bien en sortie des cinq niveaux de tensions: + v2, + vl , 0V , - Vj , et - v2 ; when T 5 = OFF and T 6 commanded, then the voltage + v 2 is controlled and the voltage + v l is deduced by a voltage division rule. In this case, the five voltage levels are well output: + v 2 , + v l , 0V, - Vj, and - v 2 ;
lorsque T5 = ON et T6 commandé, alors la tension + vl est contrôlée et pour la tension + v2 / le condensateur se décharge dans sa résistance. Si durant toute l'alternance positive de la tension de source e, T5 reste passant, la tension + v2 devient nulle. Dans ce cas, on ne dispose plus en sortie que de trois niveaux de tensions: + vl f W , et -vx; La stratégie générale de commande des transistors peut être développée dans le cas de fonctionnement dos-à-dos de deux convertisseurs selon l'invention : un circuit redresseur en tête bêche avec un circuit onduleur selon l'invention. Le comportement du courant / fourni par le réseau d'alimentation dépend de la stratégie de commande du transistor τ6. On peut opter pour une commande par hystérésis modulée de courant ÇModulated Hystérésis Control Current MHCC) pour le contrôle des courants débités par le réseau et aussi des courants de charge de l'onduleur. De préférence, on utilise un correcteur PIDOF comme on le verra notamment sur la figure 27. Sur la figure 8, on voit un redresseur dos à dos avec un onduleur, avec : iref , le courant de référence du réseau, et iref Jnv le courant de référence de l'onduleur. La Figure 8 présente le synoptique de contrôle des courants de ligne il, i2 et i3 du redresseur, et iA, iB et iC de l'onduleur. De la même manière, la figure 27 plus loin, intègre un correcteur PIDOF à la place du MHCC du redresseur de façon à gérer les courants de ligne. Le PIDOF peut aussi être utilisé pour gérer les courants de l'onduleur. when T 5 = ON and T 6 controlled, then the voltage + v l is controlled and for the voltage + v 2 / the capacitor is discharged in its resistance. If during all the positive alternation of the source voltage e, T 5 remains on, the voltage + v 2 becomes zero. In this case, only three levels of voltages are available at output: + v lf W, and -v x ; The general strategy of controlling the transistors can be developed in the case of back-to-back operation of two converters according to the invention: a rectifier circuit head to tail with an inverter circuit according to the invention. The behavior of the current / supplied by the supply network depends on the control strategy of the transistor τ 6 . One can opt for a modulated current hysteresis control (Modulated Hysteresis Control Current MHCC) for the control of the currents discharged by the network and also the load currents of the inverter. Preferably, a PIDOF corrector is used, as will be seen in particular in FIG. 27. FIG. 8 shows a back-to-back rectifier with an inverter, with: i ref , the reference current of the network, and i ref Jnv the reference current of the inverter. FIG. 8 presents the control block diagram for the line currents II, I2 and I3 of the rectifier, and iA, iB and iC of the inverter. Similarly, Figure 27 below incorporates a PIDOF corrector instead of the MHCC of the rectifier to manage line currents. The PIDOF can also be used to manage the currents of the inverter.
Ainsi, pour des puissances active P et réactive Q fournies par l'onduleur, on pose: Thus, for active powers P and reactive Q provided by the inverter, we put:
Pour résoudre cette équation, on connaît soit la valeur du fondamental vA msl de la tension simple de l'onduleur, soit le courant de référence iref inv . En général, l'analyse par transformée de Fourier rapideTo solve this equation, we know either the value of the fundamental v A msl of the simple voltage of the inverter, or the reference current i ref inv . In general, fast Fourier transform analysis
(FFT pour « Fast Fourier Transform » en langue anglaise) de la tension simple de l'onduleur vAN met en exergue une très forte corrélation du fondamental de cette tension vA msl plutôt avec les tensions +v2 et -v2 qu'avec les tensions +vl et -v; . Ainsi, en régime symétrique, on pose ; (FFT for "Fast Fourier Transform" in English) of the simple voltage of the inverter v AN highlights a very strong correlation of the fundamental of this voltage v A msl rather with the voltages + v 2 and -v 2 that with the voltages + v l and -v ; . Thus, in symmetrical regime, one poses;
V2 * ^A (2) V 2 * ^ A (2)
Le coefficient κν msl peut être défini par simulation : il dépend très fortement du mode de fonctionnement de l'onduleur multi-niveau . Le mode de fonctionnement de l'onduleur multi-niveau est tel que décrit dans le document WO 2011/058273 A2. En supposant les interrupteurs parfaits, la conservation des puissances actives entre le réseau et la charge de l'onduleur donne approximativement: The coefficient κ ν msl can be defined by simulation: it depends very strongly on the operating mode of the multi-level inverter. The operating mode of the multi-level inverter is as described in WO 2011/058273 A2. Assuming the perfect switches, the conservation of the active powers between the network and the load of the inverter gives approximately:
^ref O ^A rmsl  ^ ref O ^ A rmsl
* COÎ ( > * COI (>
En mode de fonctionnement non contrôlé, les quatre tensions continues en sortie du redresseur peuvent être tout à fait quelconques. Le contrôle de ces tensions nécessite un suivi individualisé de leur évolution instantanée. Le schéma de principe général du contrôle selon l'invention peut être décrit sur la Fig.9. Le contrôle est appliqué autour d'un point de fonctionnement défini par le courant de référence iref0 du redresseur (selon l'équation 3) . In the uncontrolled operating mode, the four DC voltages at the output of the rectifier can be quite arbitrary. Controlling these tensions requires individualized monitoring of their instantaneous evolution. The general block diagram of the control according to the invention can be described in FIG. The control is applied around a point of operation defined by the reference current i ref0 of the rectifier (according to equation 3).
Sur la figure 8, on voit que chaque circuit convertisseur est associé à un circuit de gestion CG I ou CG2 à base de DSP. Sur la gauche, le redresseur est par exemple connecté à une source alternative telle un réseau d'alimentation . A la droite, l'onduleur est notamment connecté à une source autonome alternative ayant la double fonction de turbine ou de générateur. Les convertisseurs dos-à-dos selon l'invention constituent un ensemble réversible. On utilise les circuits de gestion CG I et CG2 pour ajuster les signaux transitant dans les convertisseurs selon que la pompe fonctionne en turbine ou en générateur. La conversion se fait dans un sens ou dans l'autre.  In FIG. 8, it can be seen that each converter circuit is associated with a management circuit CG I or CG2 based on DSP. On the left, the rectifier is for example connected to an alternative source such as a power supply network. On the right, the inverter is in particular connected to an alternative autonomous source having the dual function of turbine or generator. Back-to-back converters according to the invention constitute a reversible assembly. The CG I and CG2 management circuits are used to adjust the signals passing through the converters according to whether the pump is operating in a turbine or a generator. Conversion is one way or the other.
Sur la figure 9, on voit que le courant de référence Iref0 est obtenu à partir d'un courant iref Jnv , de P, de Q et de vA msl . Dans le cas général, pour une charge de l'onduleur, donnée définie par une tension simple de valeur efficace vA msl , une puissance active P et réactive Q, ce courant est défini par : De façon générale, les calculs sont réalisés numériquement au moyen d'un circuit DSP. In FIG. 9, it can be seen that the reference current I ref0 is obtained from a current i ref Jnv , P, Q and v A msl . In the general case, for a load of the inverter, given by a simple value of effective value v A msl , an active power P and reactive Q, this current is defined by: In general, the calculations are performed numerically by means of a DSP circuit.
La comparaison, au moyen d'un autre correcteur nommé correcteurl, de la tension de référence vref sup avec la tension de sortie la plus positive +v2 (resp. vref sup et avec la tension la plus négative -v2 ) produit une variation Mref+ (resp. 4/re/_ ) du courant de référence. Les courants de référence iref+ et iref_ résultants de l'addition entre Iref0 et respectivement Mref+ et Mref_ servent de nouvelles références dans le contrôle M HCC ou de préférence PIDOF, et seront associés respectivement à l'alternance positive (resp. négative) des trois courants de ligne i1,i2 3 . The comparison of the reference voltage v ref sup with the most positive output voltage + v 2 (respectively v ref sup and with the most negative voltage -v 2 ) produced by means of another corrector named correcteurl a variation M ref + (resp 4 / re / _) of the reference current. The reference currents i ref + and i ref _ resulting from the addition between I ref0 and respectively M ref + and M ref _ serve as new references in the control M HCC or preferably PIDOF, and will be associated respectively with the positive half cycle ( or negative) of the three line currents i 1 , i 2 3 .
La comparaison au moyen d'un autre correcteur nommé correcteur2, de vref inf avec +v, (resp. -v; ) , génère le paramètre de niveau de commutation d'étage positif vst+ et négatif vst_ : le niveau vst+ (resp. vst_ ) est associé aux alternances positives (resp. négatives) des trois tensions triphasées de sources eI,e2 ,e3 . The comparison by means of another corrector named corrector2, v ref inf with + v, (resp -v ; ), generates the level parameter of positive stage switching v st + and negative v st _: the level v st + (respectively v st _) is associated with the positive (or negative) alternations of the three three-phase voltages of sources e I , e 2 , e 3 .
Les quatre correcteurs utilisés dans ce diagramme sont de type 'Proportionnel Intégral Dérivé à Ordre Fractionnaire'. Les intérêts principaux de ce correcteur sont : une dynamique rapide, un dépassement faible et un déphasage presque nul du signal de réponse. La réponse est quasiment instantanée, pas de décharge. La correction PIDOF est optimisée par un algorithme géré par DSP.  The four correctors used in this diagram are of type 'Proportional Integral Derived with Fractional Order'. The main interests of this corrector are: fast dynamics, low overshoot and almost zero phase shift of the response signal. The answer is almost instantaneous, no discharge. The PIDOF correction is optimized by a DSP-managed algorithm.
En fait, par l'action individualisée des quatre correcteurs: In fact, by the individualized action of the four correctors:
• la référence vref sup agit sur le courant de référence des trois courants d'entrée pour imposer par le contrôle PIDOF ou MHCC des allures sinusoïdales et contrôler aussi la platitude et la symétrie des tensions +v2 et - v2 ; • the reference v ref sup acts on the reference current of the three input currents to impose by the control PIDOF or MHCC sinusoidal paces and also control the flatness and the symmetry of the voltages + v 2 and - v 2 ;
• la référence Vref inf contrôle directement la platitude et la symétrie des tensions + vl et - vx ; • the reference V ref inf directly controls the flatness and the symmetry of the voltages + v l and - v x ;
On va maintenant décrire ci-après un exemple de fonctionnement simulé du circuit convertisseur selon l'invention. On utilise les données suivantes : An example of simulated operation of the converter circuit according to the invention will now be described below. The following data is used:
• Source d'alimentation triphasée : E = i30Vrms;f = 50Hz ,  • Three-phase power source: E = i30Vrms; f = 50Hz,
• Bobine d'inductance en série du côté réseau : p = 0.1Ω,λ = 1.25mH )  • Inductance coil in series on the network side: p = 0.1Ω, λ = 1.25mH)
· Batteries de condensateurs : C = 3000ÎIF .  · Capacitor batteries: C = 3000IF.
r  r
• Fondamental de la tension simple de l'onduleur: vANI = 230Vrms .• Fundamental of the simple voltage of the inverter: v ANI = 230Vrms.
Sur la figure 9, les différents correcteurs, le contrôleur PIDOF (ou MHCC) et le stage de commutation sont avantageusement mise en œuvre au sein du circuit de gestion à base d'un ou plusieurs circuits DSP. Le répartiteur des signaux Ti peut être une logique câblée. In FIG. 9, the various correctors, the PIDOF controller (or MHCC) and the switching stage are advantageously implemented within the management circuit based on one or more DSP circuits. The signal distributor Ti may be hardwired logic.
L'analyse par simulation peut se faire directement sur le montage simplifié de deux convertisseurs triphasés dos-à-dos de la Figure 10 : le convertisseur de gauche étant en redresseur et celui de droite en onduleur. 1- Analyse en régime permanent Simulation analysis can be carried out directly on the simplified installation of two back-to-back three-phase inverters in Figure 10: the left converter is a rectifier and the right converter is an inverter. 1- steady state analysis
L'analyse en régime permanent permet de déterminer le coefficient KY MSL indiqué dans l'équation (3). Pour ce faire, on suppose que l'on est en mode contrôlé, donc les tensions +v2 et -v2 , ainsi que +vl et -v, sont parfaitement symétriques. Ainsi, on pose : vref SUP = KV rnsl * vArnsl l et The steady-state analysis makes it possible to determine the K Y MSL coefficient indicated in equation (3). To do this, we assume that we are in controlled mode, so the voltages + v 2 and -v 2 , as well as + v l and -v, are perfectly symmetrical. Thus, we put: v ref SUP = K V rnsl * v Arnsl l and
Les figures l ia, 11b et 11c montrent les résultats de simulation en fonction du paramètre κν msl . Sur la figure l ia, les tensions +v2 , -v2 , +v1 et -v; présentent des allures parfaitement linéaires, et dans l'intervalle de variation du paramètre κν msl , le fondamental de la tension simple vA msl de l'onduleur ne varie pas énormément autour de 230V. On constate de plus, que les tensions continues de sortie du redresseur sont symétriques. Sur la figure 11b, les courants évoluent de manière linéaire, avec des taux de distorsion harmonique (THD) autour de 5%, validant parfaitement leur allure sinusoïdale. Sur la figure 11c, les puissances d'entrée pin et de sortie pout , avec une charge de l'onduleur présentant un argument de 10°, sont pratiquement réglables de façon linéaire grâce au paramètre κν msl , avec un rendement autour de 90%. Pour la suite du travail, afin de pouvoir fixer autour de 5%, le taux de distorsion harmonique en courant THDÎI redresseur et \emDiA onduleur, et pour une valeur de 230V pour le fondamental de la tension simple de l'onduleur, on choisit alors vref sup = 400v . Figures 11a, 11b and 11c show the simulation results as a function of the parameter κ ν msl . In FIG. 1a, the voltages + v 2 , -v 2 , + v 1 and -v; have a perfectly linear shape , and in the variation range of the parameter κ ν msl , the fundamental of the single voltage v A msl of the inverter does not vary greatly around 230V. In addition, it can be seen that the DC output voltages of the rectifier are symmetrical. In Figure 11b, the currents evolve linearly, with harmonic distortion rates (THD) around 5%, validating perfectly their sinusoidal pace. On Figure 11c, the p input powers and output in p out with a load of the inverter having a 10 ° pitch, are adjustable substantially linearly with the parameter κ ν msl, with a yield around 90%. For the rest of the work, in order to be able to fix around 5%, the harmonic distortion rate current THD I rectifier and \ emDi A inverter, and for a value of 230V for the fundamental of the simple voltage of the inverter, one then choose v ref sup = 400v.
En premier lieu, l'effet Boost du convertisseur est bien effectif car avec une tension d'entrée de valeur efficace de 130V, on obtient une tension continue maximale de 800V.  Firstly, the Boost effect of the converter is effective because with an input voltage of 130V rms, a maximum DC voltage of 800V is obtained.
On peut alors montrer l'influence du paramètre vs*t . Les Figures 12a,We can then show the influence of the parameter v s * t . Figures 12a,
12b et 12c montrent les résultats de simulation en fonction de la référence vref inf , pour une charge de l'onduleur autour de lOkW et d'un angle de 10° pour l'argument de la charge. Sur la Figure 12a, les tensions + V2 et ~ V2 sont bien plates et opposées, tandis que les tensions +V/ et V/ sont linéairement opposées. Sur la Figure 12b, les THD courants restent inférieur à 8%, soulignant ainsi leur allure presque sinusoïdale. La référence V_ permet aussi de régler les courants d'entrée et de sortie. Sur la Figure 12c, la tension simple de l'onduleur peut évoluer en fonction de V_ f mais avec un THD autour de12b and 12c show the simulation results as a function of the reference v ref inf , for a load of the inverter around 10kW and an angle of 10 ° for the argument of the load. In Figure 12a, the voltages + V 2 and V ~ 2 t its well flat and opposite, while the voltages + V / V and / are linearly opposite. In Figure 12b, the current THDs remain below 8%, thus underlining their almost sinusoidal appearance. The reference V_ also makes it possible to adjust the input and output currents. In Figure 12c, the simple voltage of the inverter can change depending on V_ f but with a THD around
30%. 30%.
En dernier lieu, on présente les résultats soulignant la rigidité des quatre tensions continues en sortie du redresseur, avec des puissances fournies par l'onduleur de P = 5, 7.5, w, 12.5, 15 kw et des angles de charge φ = ιο, 20, 30° , et pour les valeurs de référence : vref sup = 400v et vref inf = 200v . La Figure 13 montre les variations relatives des quatre tensions +v2 , -v2 , +vl et -v; en fonction de la charge de l'onduleur : on constate que la plus grande variation relative ne dépasse pas les ±2% et ces variations ne dépendent que très faiblement de l'angle de charge φ . Finally, we present the results underlining the rigidity of the four DC voltages at the output of the rectifier, with powers provided by the inverter of P = 5, 7.5, w, 12.5, 15 kw and load angles φ = ιο, 20, 30 °, and for the reference values: v ref sup = 400v and v ref inf = 200v. Figure 13 shows the relative variations of the four voltages + v 2 , -v 2 , + v l and -v; depending on the load of the inverter: it is found that the greatest relative variation does not exceed ± 2% and these variations depend only very slightly on the load angle φ.
2- Analyse en régime dynamique 2- Dynamic analysis
Les résultats suivants décrivent un comportement dynamique du montage, mettant en exergue le bien-fondé de la stratégie développée. Ces résultats sont de trois sortes, suite à des brusques variations :  The following results describe a dynamic behavior of the montage, highlighting the validity of the strategy developed. These results are of three kinds, following abrupt variations:
• de la charge de l'onduleur ;  • the load of the inverter;
• de la fréquence de travail du l'onduleur ;  • the working frequency of the inverter;
• des références v r ref f sup et v r ref f i■nf f . a-Influence de la charge de l'onduleur • references v r f u and v ref ref r f i n f ■. a-Influence of the load of the inverter
Sur la Figure 14, on voit les formes d'ondes et les performances des deux convertisseurs dos-à-dos, lors de quatre variations brutales de la charge de l'onduleur, représentées par la puissance fournie pout . On constate que les réponses des deux convertisseurs sont quasi-instantanées. De plus, les tensions +v2 l +v1 , -v1 , et -v2 sont parfaitement plats et symétriques avec un rapport ±∑2_ = Î2H et restent insensibles aux brusques In Figure 14, the waveforms and performance of the two back-to-back converters are shown in four sudden changes in inverter load, represented by the power supplied p out . It can be seen that the responses of the two converters are almost instantaneous. In addition, the voltages + v 2 l + v 1 , -v 1 , and -v 2 are perfectly flat and symmetrical with a ratio ± Σ2_ = Î2H and remain insensitive to abrupt
+ Vj 150  + Vj 150
variations imposées. Les courants alternatifs d'entrée et de sortie sont parfaitement sinusoïdaux avec de faibles valeurs des taux de distorsion harmonique TH D. La valeur du fondamental de la tension simple de l'onduleur ainsi que le TH D associé sont pratiquement invariants. Le rapport de redressement est de = 2 631 imposed variations. AC input and output currents are perfectly sinusoidal with low values of harmonic distortion THD D. The fundamental value of the simple voltage of the inverter as well as the associated TH D are practically invariant. The adjustment ratio is = 2,631
b-Influence de la fréquence de travail de l'onduleur b-Influence of the working frequency of the inverter
Dans cette partie, on change brutalement la fréquence de travail de l'onduleur de 30Hz à 50Hz, avec un rapport . Sur la Figure In this part, we abruptly change the working frequency of the inverter from 30Hz to 50Hz, with a report. On the face
15, on vérifie la parfaite platitude et symétrie des tensions continues de sortie du redresseur. Les courants alternatifs, en entrée et en sortie, sont sinusoïdaux avec des petites valeurs de TH D. Ces valeurs sont optimales lorsqu'on applique la commande PIDOF pour les deux convertisseurs. Lorsqu'on utilise une commande M HCC, elles peuvent être améliorées en affinant encore plus la commande M HCC des deux convertisseurs. Le fondamental de la tension simple de l'onduleur vAN ne varie pas énormément, avec un TH D quasi-constant. Ces résultats soulignent le parfait découplage fréquentiel des deux convertisseurs. 15, one verifies the perfect flatness and symmetry of the DC output voltages of the rectifier. The input and output AC currents are sinusoidal with small THD values. These values are optimal when the PIDOF control is used for both converters. When using an M HCC command, they can be improved by further refining the M HCC command of both converters. The fundamental of the simple voltage of the inverter v AN does not vary enormously, with a quasi-constant TH D. These results underline the perfect frequency decoupling of the two converters.
V rej t sup 400F V rej t sup 400F
Pour cette section, on opère en trois parties : durant  For this section, we operate in three parts: during
V rej f m■ ri 300F e _sup _ 400F V rej , sup 300F V rej f m ■ r i 300F e _sup _ 400F V rej, sup 300F
durant trl + t2 , et finalement et durant during t rl + t 2 , and finally and during
V rejf m- ,i 200F V rej f m-, i 200F
tr2 + t3 . La charge de l'onduleur est restée la même durant ces opérations. Sur la Figure 16, les impacts des variations des références vref sup et vref inf sont minimes sur le fonctionnement de l'onduleur : allure invariante de la tension simple vAN et des courants triphasés sinusoïdaux. Cela met aussi en évidence le découplage de fonctionnement des deux convertisseurs. En plus, pendant l'intervalle de temps trl où l'on impose une variation de vref inf , les deux tensions +v2 et -v2 sont pratiquement invariantes, tandis que les deux tensions +vl et -v, varient de façon symétrique. Pendant le deuxième intervalle de temps tr2 , les quatre tensions varient en même temps, et on observe durant les premiers instants t0 que les courants du réseau d'entrée sont nuls, validant la configuration où le redresseur est totalement ouvert. Notons aussi que pendant ces perturbations, la réaction du système vis-à-vis des grandeurs alternatives des deux convertisseurs est quasi instantanée, et que les courants d'entrée restent pratiquement sinusoïdaux. t r2 + t 3 . The load of the inverter remained the same during these operations. In Figure 16, the impacts of the variations of the references v ref sup and v ref inf are minimal on the operation of the inverter: invariant pace of the simple voltage v AN and three-phase sinusoidal currents. This also highlights the decoupling of operation of the two converters. In addition, during the time interval t rl where a variation of v ref inf is imposed, the two voltages + v 2 and -v 2 are practically invariant, while the two voltages + v 1 and -v vary symmetrically. During the second time interval t r2 , the four voltages vary at the same time, and it is observed during the first moments t 0 that the currents of the input network are zero, validating the configuration where the rectifier is fully open. Note also that during these disturbances, the reaction of the system vis-à-vis the AC magnitudes of the two converters is almost instantaneous, and that the input currents remain substantially sinusoidal.
D'une façon générale, la topologie décrite dans le document WO2001/058273 est partiellement réversible : le courant qui passe dans les diodes des bras les plus externes ne peut pas être régulé. Par contre, il est totalement réversible pour les bras internes avec un contrôle des échanges d'énergie.  In general, the topology described in WO2001 / 058273 is partially reversible: the current flowing in the diodes of the outermost arms can not be regulated. On the other hand, it is totally reversible for the internal arms with a control of the exchanges of energy.
En complément notamment de la description qui précède, la présente invention a aussi pour objet un fonctionnement totalement réversible en redresseur et onduleur des convertisseurs multiniveaux. Comme les convertisseurs dits matriciels, le principe fondamental est d'utiliser pour tous les bras un interrupteur équivalent à 4 quadrants, dénommé en anglais 'Four Quadrants Switch' (FQS). Cet interrupteur équivalent est composé de deux transistors de puissance munis de leur diode interne et mis en série par leur collecteur. Le sens du courant dans le bras est alors imposé et contrôlé par l'interrupteur commandé. La différence notable avec la structure précédente du brevet WO 2011/058273 A2 est l'ajout des transistors sur le bus-barre le plus positif et sur le bras le plus négatif comme on peut le voir sur les figures 17a et 17b. Les figures 17a et 17b représentent la topologie monophasée complètement réversible pour N (impaire) niveaux. La figure 17a concerne le fonctionnement en redresseur multiniveau. La figure 17b concerne le fonctionnement en récupération multiniveau. Les grandeurs ρ,λ , peuvent être fournies par un transformateur de couplage. On note sur les figures 17a et 17b : • 7 : la numérotation des interrupteurs IGBT, In addition to the above description, the present invention also relates to a completely reversible operation in rectifier and inverter multilevel converters. Like so-called matrix converters, the fundamental principle is to use for all arms a switch equivalent to 4 quadrants, called in English 'Four Quadrants Switch' (FQS). This equivalent switch is composed of two power transistors provided with their internal diode and put in series by their collector. The direction of the current in the arm is then imposed and controlled by the controlled switch. The notable difference with the previous structure of the patent WO 2011/058273 A2 is the addition of the transistors on the most positive bus-bar and on the most negative arm as can be seen in Figures 17a and 17b. Figures 17a and 17b show the fully reversible single-phase topology for N (odd) levels. Figure 17a relates to operation in multilevel rectifier. Figure 17b relates to multi-level recovery operation. The quantities ρ, λ can be provided by a coupling transformer. We note in Figures 17a and 17b: • 7: the numbering of the IGBT switches,
• Vi le potentiel affecté à un bus barre de sortie; • V i the potential assigned to a busbar output;
• V0 = 0V , le potentiel du point milieu . • V 0 = 0V, the potential of the midpoint.
On prévoit notamment deux modes de fonctionnement : In particular, two modes of operation are provided:
• En onduleur ;  • Inverter;
• En redresseur.  • In rectifier.
Le fonctionnement en onduleur est similaire à celui du document WO 2011/058273 A2, tout en intégrant les commandes spécifiques des transistors 7^ et T'2N_2 . Toutefois, deux modes de fonctionnement peuvent être appréhendés : The operation in inverter is similar to that of document WO 2011/058273 A2, while integrating the specific commands of transistors 7 ^ and T ' 2N _ 2 . However, two modes of operation can be apprehended:
• Mode équilibré symétrique ;  • Balanced balanced mode;
• Mode déséquilibré et (ou) dissymétrique.  • Unbalanced and / or asymmetrical mode.
Dans le cas d'un mode équilibré symétrique, si la réversibilité avec un contrôle total n'est pas requise, les transistors 7^ et T'2N_2 peuvent être enlevés et on retrouve la topologie du document WO 2011/058273 A2. In the case of a symmetrical balanced mode, if the reversibility with a total control is not required, the transistors 7 ^ and T ' 2N _ 2 can be removed and the topology of the document WO 2011/058273 A2 is found.
Le mode déséquilibré et (ou dissymétrique) peut être par exemple le cas dans un réseau électrique déséquilibré, voir figure 18. Si les tensions aux bornes de l'utilisation se trouvent en déséquilibre, le présent convertisseur compense ces déséquilibres. Ce type de fonctionnement est couramment rencontré dans les réseaux autonomes isolés (exemple réseau de bord dans les bateaux,...) . The unbalanced and (or asymmetrical) mode can for example be the case in an unbalanced electrical network, see Figure 18. If the voltages at the terminals of the use are in imbalance, the present converter compensates for these imbalances. This type of operation is commonly encountered in isolated, isolated networks (for example, a shipboard network, etc.).
Dans le cas d'un mode déséquilibré et (ou) dissymétrique, les deux transistors 7^ et T N_2 o un rôle important à jouer. Deux exemples de compensation de déséquilibre de tension sont montrés sur les figures 4 et 5, si on utilise un convertisseur à cinq niveaux. Les commandes rapprochées des interrupteurs de puissance sont celles déjà décrites dans le brevet WO 2011/058273 A2, tout en intégrant les commandes spécifiques des transistors T et T'2N_2 . Sur la figure 19, on voit à gauche une structure pour la compensation d'un déséquilibre sur l'alternance négative de la tension . L'onde de la tension de sortie est représentée à droite. In the case of an unbalanced mode and (or) asymmetrical, the two transistors 7 and T ^ N _ 2 o an important role to play. Two examples of voltage unbalance compensation are shown in FIGS. 4 and 5, using a five-level converter. The close controls of the power switches are those already described in patent WO 2011/058273 A2, while integrating the specific commands of transistors T and T ' 2N _ 2 . In Figure 19, we see on the left a structure for the compensation of an imbalance on the negative half of the voltage. The wave of the output voltage is shown on the right.
Sur la figure 20, on voit à gauche une structure pour la compensation d'un déséquilibre sur l'alternance positive de la tension. L'onde de la tension de sortie est représentée à droite. In Figure 20, we see on the left a structure for the compensation of an imbalance on the positive half of the voltage. The wave of the output voltage is shown on the right.
En alternance négative de la tension, le transistor T'1 est bloqué alors que les transistors T8 et T'8 sont actifs. Le fonctionnement est inverse en alternance positive, T'8 bloqué alors que Tl et T'isont actifs.  In a negative alternation of the voltage, the transistor T'1 is blocked while the transistors T8 and T'8 are active. The operation is reversed alternately positive, T'8 blocked while Tl and T'is active.
Si le déséquilibre disparaît, le convertisseur fonctionne en redresseur pour maintenir les charges des condensateurs  If the imbalance disappears, the converter operates as a rectifier to maintain the capacitor loads
Le fonctionnement en mode redresseur peut être décrit à partir des exemples de topologie à 3, 5 et 7 niveaux conformément aux figures 21a, 21b et 21c, pour des charges résistives en sortie.  Rectifier mode operation can be described from the 3, 5 and 7 level topology examples according to Figs. 21a, 21b and 21c for resistive output loads.
Les objectifs attendus sont de trois sortes: The expected objectives are of three kinds:
- Les courants alternatifs d'entrée sont parfaitement sinusoïdaux et sont totalement contrôlés : le contenu harmonique de ces courants doivent être conformes aux normes en vigueur de la Compatibilité Electromagnétique.  - AC input currents are perfectly sinusoidal and are fully controlled: the harmonic content of these currents must comply with the current standards of Electromagnetic Compatibility.
- Les tensions des condensateurs sont parfaitement plates (donc ne contiennent pas de composantes puisantes). Elles peuvent être continûment et individuellement réglées. Et grâce à la commande, on peut aussi disposer indifféremment, par exemple pour un redresseur à 5 niveaux, soit 5 niveaux, soit 4 niveaux, soit trois niveaux, soit deux niveaux pour la tension de sortie. La possibilité de fonctionnement avec des tensions de sortie bien symétriques deux à deux ou dissymétriques peut être envisagée.  - The voltages of the capacitors are perfectly flat (so do not contain pulsating components). They can be continuously and individually regulated. And thanks to the command, one can also have indifferently, for example for a rectifier with 5 levels, either 5 levels, or 4 levels, three levels, or two levels for the output voltage. The possibility of operation with symmetrical two-to-two or asymmetrical output voltages can be considered.
- Le gain de redressement est supérieur à celui d'un redressement conventionnel en mode triphasé.  - The recovery gain is higher than that of a conventional rectification in three-phase mode.
1- Analyse de fonctionnement en mode redresseur L'analyse de fonctionnement peut être effectuée sur le convertisseur monophasé à cinq niveaux de la figure 21b : le neutre du réseau et le 0V sont reliés. L'analyse de fonctionnement symétrique du redresseur peut être le suivant. L'analyse qualitative pendant l'alternance positive de la tension d'alimentation e est basée sur le schéma de la Figure 22. Les transistors T ,1- Function analysis in rectifier mode The operation analysis can be performed on the five-level single-phase converter of Figure 21b: the neutral of the network and the 0V are connected. The symmetrical operation analysis of the rectifier can be as follows. The qualitative analysis during the positive half-cycle of the supply voltage e is based on the diagram in FIG. 22. The transistors T,
T5 et T6 sont commandés pendant l'alternance positive (resp. r3 , T4 et T pendant l'alternance négative) de la tension d'alimentation e . T 5 and T 6 are controlled during the positive alternation (respectively r 3 , T 4 and T during the negative half cycle) of the supply voltage e.
Ainsi, l'analyse de fonctionnement repose sur les séquences principales montrées sur les Figures 23 et 24 : Thus, the operating analysis is based on the main sequences shown in Figures 23 and 24:
La Fig.23a montre la séquence pour le contrôle de la tension V2 . La Fig .23b, par l'allumage de T6 permet de magnétiser l'inductance! ; dans ce cas la commande du transistor T peut être indifféremment égal à 0 ou 1 car la diode Dl reste bloquée (tension à ses bornes égale à - V2 ). La Fig.23c est valide dès que le transistor T6 est commandé au blocage mais toutefois en ayant commandé à l'allumage au préalable le transistor T . Les deux séquences des Fig.23b et 23c sont les deux séquences principales décrivant un mode de fonctionnement hacheur élévateur ou BOOST. Fig.23a shows the sequence for the control of voltage V 2 . Fig. 23b, by the ignition of T 6 magnetizes the inductance! ; in this case the control of the transistor T can be indifferently equal to 0 or 1 because the diode D l remains locked (voltage at its terminals equal to - V 2 ). The Fig.23c is valid as soon as the transistor T 6 is controlled blocking but however having previously switched on the transistor T. The two sequences of Fig.23b and 23c are the two main sequences describing a mode of operation chopper or BOOST.
La Fig.24a montre la séquence pour le contrôle de la tension Vx . La Fig .24b, par l'allumage de T6 permet de magnétiser l'inductance λ ; dans ce cas les commandes des transistors T et T5 peuvent être indifféremment égales à 0 ou 1 car les diodes Dl et D2 restent bloquées (tension aux bornes de Dl égale à Vl - V2 , tension aux bornes de D2 égale à - Vx ). La Fig .24c est valide dès que le transistor T6 est commandé au blocage mais toutefois en ayant commandé à l'allumage au préalable le transistor T5 . Les deux séquences des Fig.24b et 24c sont les deux séquences principales décrivant un mode de fonctionnement hacheur élévateur ou BOOST. Fig.24a shows the sequence for the control of the voltage V x . Fig. 24b, by the ignition of T 6 magnetizes the inductance λ; in this case the commands of the transistors T and T 5 may be indifferently equal to 0 or 1 because the diodes D 1 and D 2 remain blocked (voltage across D 1 equal to V 1 - V 2 , voltage across D 2 equal to - V x ). FIG. 24c is valid as soon as the transistor T 6 is controlled at the blocking stage, but however having previously switched on the transistor T 5 . The two sequences of Fig.24b and 24c are the two main sequences describing a mode of operation chopper or BOOST.
2- Commande rapprochée 2- Close order
L'effet 'Boost' est conventionnellement obtenu par une simple commande MLI avec un rapport cyclique variable pour le transistor T6 . Le contrôle de la tension V2 s'effectue avec les commandes des transistors T et T6 , tandis que celui de contrôle de la tension Vl avec les commandes des transistors r5 et T6 . Ainsi, les Fig. 25a et 25b présentent deux manières de générer les triggers de commande sur T , T5 et T6 selon les stratégies de Typel et deThe 'Boost' effect is conventionally obtained by a simple PWM command with a variable duty cycle for the transistor T 6 . The control of the voltage V 2 is performed with the controls of the transistors T and T 6 , while that of the voltage control V l with the controls of the transistors r 5 and T 6 . Thus, Figs. 25a and 25b present two ways of generating the control triggers on T, T 5 and T 6 according to the strategies of Typel and
Type2. Ces deux stratégies reposent sur une simple comparaison d'un niveau de tension continue vst par rapport à une onde unitaire en phase avec la tension d'alimentation e , définissant ainsi le paramètre de niveau de commutation d'étage v* selon : Type2. These two strategies rely on a simple comparison of a DC voltage level v st relative to a unit wave in phase with the supply voltage E, thus defining the floor fifth switching level parameter by:
Ainsi : So :
• Lorsque T5 = OFF , T = ON , et T6 commandé, alors la tension + v2 est contrôlée et la tension + vl se déduit par une simple règle de division de tension. Dans ce cas, on dispose bien en sortie les cinq niveaux de tensions : + v2 , + vl , 0V , - vl , et - v2 ; • When T 5 = OFF, T = ON, and T 6 commanded, then the voltage + v 2 is controlled and the voltage + v l is deduced by a simple voltage division rule. In this case, the five voltage levels are well output: + v 2 , + v l , 0V, - v l , and - v 2 ;
• lorsque T5 = ON , T = OFF , et T6 commandé, alors la tension + vl est contrôlée et pour la tension + v2 , le condensateur se décharge dans sa résistance. • when T 5 = ON, T = OFF, and T 6 commanded, then the voltage + v l is controlled and for the voltage + v 2 , the capacitor is discharged in its resistance.
· Si durant toute l'alternance positive de la tension de source e , T5 reste toujours passant et T reste toujours bloqué, la tension + v2 peut devenir nulle. Dans ce cas, on ne dispose plus en sortie que trois niveaux de tensions: + vl , 0V , et - vl ; · If during all the positive alternation of the source voltage e, T 5 always remains on and T remains always blocked, the voltage + v 2 may become zero. In this case, only three voltage levels are available at output: + v l , 0V, and - v l ;
On constate alors que la tension de sortie peut avoir soit 5 niveaux soit 3 niveaux.  It can be seen that the output voltage can have either 5 levels or 3 levels.
Par circuit de commutation d'étage, on entend un circuit permettant de changer de paliers dans le motif de la tension d'un onduleur multi-niveau . Ce changement de palier peut être fin (on passe du palier i, donc du niveau de tension i, au palier i + 1, du niveau de tension i+ 1), soit grossier (on passe du palier i au palier k).  By stage switching circuit is meant a circuit for changing steps in the voltage pattern of a multi-level inverter. This bearing change can be fine (it goes from the stage i, so the voltage level i at i + 1 stage, the voltage level i + 1), or coarse (we go from the stage i to the stage k).
Le niveau de commutation d'étage peut être défini de la manière suivante. Si N est le nombre de niveaux de la tension continue, les niveaux de commutation d'étages sont des tensions continues comprises entre + 1 et - 1 et comparées aux ondes sinusoïdales d'amplitude unitaire At (t), e en phase avec les tensions simples du côté alternatif e. (t), avec z' e [1,2,3] pour un The stage switching level can be defined as follows. If N is the number of levels of the DC voltage, the levels of stage switching are DC voltages between + 1 and -1 and compared to sinusoidal waves of unit amplitude A t (t), e in phase with the simple voltages of the alternating side e. (t), with z ' e [1,2,3] for a
N - l système triphasé. Si N est impaire le nombre de ces niveaux est . Si N  N - l three - phase system. If N is odd the number of these levels is. If N
N - 2 N - 2
est paire le nombre de ces niveaux est— -— . Ces grandeurs ne sont définies que pour N supérieur ou égal à 3. Et pour N = 3, la valeur de ce niveau est OV, donc un fonctionnement symétrique. is the number of these levels is - -. These quantities are only defined for N greater than or equal to 3. And for N = 3, the value of this level is OV, thus a symmetrical operation.
Dans le cas général, pour un fonctionnement symétrique, ces niveaux de tension sont deux à deux opposés. Pour un fonctionnement quelconque, le  In the general case, for symmetrical operation, these voltage levels are two to two opposite. For any operation, the
N - l  N - l
nombre de niveaux de tension est de signe positif, tandis que le number of voltage levels is positive sign, while the
N - l N - l
nombre de niveaux de tension est de signe négatif. number of voltage levels is negative sign.
Dans notre cas, pour un onduleur à 5 niveaux et un fonctionnement symétrique, nous avons deux niveaux de tension de signe opposé, avec + vst e - vst . In our case, for a 5-level inverter and symmetrical operation, we have two opposite sign voltage levels, with + v st e - v st .
Pour les transistors du bras positif (resp. bras négatif) , donc connectés aux bus-barre de tensions positives (resp. négatives) :  For the transistors of the positive arm (respectively negative arm), therefore connected to the bus-bars of positive (respectively negative) voltages:
• Lorsque Ai (t)≤vst , (resp . Ai (t)≥-vst ) ce sont les transistors reliés à la première tension du bus-barre directement supérieure (resp. inférieure) au potentiel 0 qui sont mis en œuvre (allumage et blocage) . · Lorsque Ai (t) > vst (resp . ( < _O' ce sont les transistors reliés à la deuxième tension positive (resp. négative) du bus-barre après la précédente qui sont mis en œuvre (allumage et blocage) . • When A i (t) ≤v st (resp. A i (t) ≥ v-st) are the transistors connected to the first voltage of the next higher bus-bar (resp. Lower) than the potential 0 that are set implemented (ignition and blocking). · When A i (t)> v st (resp. ( <_ O ') these are the transistors connected to the second positive (or negative) voltage of the bus-bar after the previous one which are implemented (ignition and blocking) .
Donc selon la valeur de la tension unitaire de référence At (t) devant les niveaux de tension de commutation d'étages, on commande (à l'allumage et au blocage) arbitrairement les transistors du bras reliés à une tension du bus-barre bien définie et ainsi générant un palier de la tension continue. Therefore, according to the value of the reference unit voltage A t (t) in front of the stage switching voltage levels, arbitrarily controlling (switching on and blocking) the transistors of the arm connected to a voltage of the bus-bar well defined and thus generating a plateau of the DC voltage.
La tension unitaire de référence ( et les niveaux de tension de commutation d'étages font partie de la stratégie de commande rapprochée de l'ensemble. Ces grandeurs sont fondamentalement utiles pour assurer l'existence des différents paliers de tension pour les onduleurs multi-niveaux. C'est là qu'intervient l'appellation circuit de commutation d'étage. The reference unit voltage (and the stage switching voltage levels are part of the overall control strategy of the set.) These quantities are fundamentally useful in ensuring the existence of different voltage levels for multi-level inverters. This is where the term floor switching circuit comes into play.
3- Stratégie générale de commande 3- General order strategy
La stratégie générale de commande consiste à réaliser des boucles fermées sur le fonctionnement du convertisseur. On peut prendre l'exemple d'un mode d'utilisation particulier : le cas de fonctionnement dos-à-dos des deux convertisseurs, dont le schéma de principe est donné sur la Fig. 26. L'intérêt principal est surtout porté sur le fonctionnement en redresseur, donc le convertisseur de gauche de la figure 26. The general control strategy is to make closed loops on the operation of the converter. We can take the example of a particular mode of use: the case of back-to-back operation of the two converters, whose schematic diagram is given in FIG. 26. The main interest is mainly focused on the rectifier operation, so the converter on the left of figure 26.
Les objectifs attendus consistent à alimenter le convertisseur multiniveau (convertisseur de droite de la figure 26), avec des tensions de bus barres parfaitement plates (non chargées de composantes oscillantes), et symétriques deux à deux, des courants d'entrées 15 2 , 3 sinusoïdaux dans le respect total des normes CEM, un facteur de puissance pratiquement unitaire, et des pertes dans le convertisseur minimales. Le comportement des courants de lignes 15 2 , 3 fournis par le réseau d'alimentation dépend de la stratégie de commande Ainsi, actuellement plusieurs correcteurs très performants peuvent être utilisés : The expected objectives consist in feeding the multilevel converter (right converter of FIG. 26), with perfectly flat busbar voltages (not loaded with oscillating components), and symmetrical two by two, input currents 15 2 , 3 sinusoidal in full compliance with EMC standards, a virtually unitary power factor, and minimal converter losses. The behavior of line currents 2 , 3 provided by the power supply network depends on the control strategy. Thus, currently, several high-performance correctors can be used:
• La commande par hystérésis modulée de courant Modulated Hystérésis Control Current MHCC) ;  • Modulated current hysteresis control Modulated Hysteresis Control Current MHCC);
· Un nouveau type de contrôle : 'Proportionnel Intégral Dérivateur à · A new type of control: Proportional Integral Diverter to
Ordre Fractionnaire' (PIDOF). Fractional Order '(PIDOF).
Dans le cas présent, il est préférable d'utiliser un PIDOF pour le redresseur et/ou pour l'onduleur. Sur la figure 27 on décrit un mode où l'on utilise un PIDOF pour le redresseur et un MHCC pour l'onduleur. In this case, it is preferable to use a PIDOF for the rectifier and / or for the inverter. Figure 27 describes a mode where a PIDOF is used for the rectifier and an MHCC for the inverter.
La figure 26 reprend la même base structurelle que la figure 10 en la complétant de façon à être complètement réversible avec une commande de préférence à base de PIDOF.  FIG. 26 shows the same structural base as FIG. 10, completing it so as to be completely reversible with a command based on PIDOF.
La description pour les figures 8, 9 et 10 peuvent être reprises pour les figures 26 et 27 en ce qu'elles ont en commun. Le fonctionnement réversible ^onduleur-redresseur' d'un convertisseur peut ouvrir de larges possibilités surtout sur les aspects de gestion optimale de l'énergie électrique dans les deux sens de la conversion d'énergie : amont- aval et aval-amont. Cette approche n'est pas encore largement répandue pour les convertisseurs multiniveaux. Elle doit être mise en œuvre dans le respect total des normes très contraignantes de la Compatibilité Electromagnétique et d'une exploitation à hautes performances des énergies mises en jeu : très bon rendement (faibles pertes de commutations et de conductions des interrupteurs de puissance), haute fiabilité et très large viabilité, intégrité hautement sécurisée des interrupteurs de puissance, comportement dynamique très intéressant et régime permanent très stable, The description for FIGS. 8, 9 and 10 can be repeated for FIGS. 26 and 27 in that they have in common. The reversible inverter-rectifier operation of a converter can open wide possibilities especially on aspects of optimum management of electrical energy in both directions of energy conversion: upstream-downstream and downstream-upstream. This approach is not yet widespread for multilevel converters. It must be implemented in full compliance with the very stringent standards of Electromagnetic Compatibility and high performance operation of the energies involved: very good efficiency (low switching losses and conduction of power switches), high reliability and very wide viability, highly secure integrity of the power switches, very interesting dynamic behavior and very stable steady state,
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention . Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit convertisseur matriciel réversible à n niveaux par phase comprenant n bras de conversion présentant d'un côté n extrémités pour générer ou recevoir respectivement n niveaux de tensions continues intermédiaires, et présentant d'un autre côté n extrémités reliées en un point commun d'entrée ou sortie de signal alternatif, caractérisé en ce que les n bras de conversion sont répartis de la manière suivante : A n-phase reversible matrix converter circuit comprising n conversion arms having on one side n ends for generating or receiving respectively n intermediate DC voltage levels, and having on the other side n connected ends at a common point d alternating signal input or output, characterized in that the n conversion arms are distributed as follows:
- deux bras externes dédiés du côté des tensions continues intermédiaires aux deux niveaux de tension respectivement positive et négative les plus élevés en valeur absolue { + VN_l ,-VN_l ) ;_ces deux bras externes comportant two dedicated external arms on the side of the intermediate DC voltages at the two highest positive and negative voltage levels, respectively, in absolute value (+ V N- 1 , -V N- 1 ); these two external arms comprising
2 2  2 2
chacun au moins un transistor IGBT muni d'une diode interne en antiparallèle, each at least one IGBT transistor provided with an internal antiparallel diode,
- n-2 bras internes dédiés aux autres n-2 niveaux de tensions continues intermédiaires, ces n-2 bras internes comportant chacun deux transistors IGBT munis d'une diode interne en anti-parallèle et reliés en série par leur émetteur, n-2 internal arms dedicated to the other n-2 intermediate DC voltage levels, these n-2 internal arms each comprising two IGBT transistors provided with an internal anti-parallel diode and connected in series by their emitter,
- n- 1 condensateurs de filtrage disposés respectivement entre les n niveaux de tensions continues intermédiaires, et  n-1 filter capacitors arranged respectively between the n intermediate DC voltage levels, and
caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de gestion pour commander les transistors IGBT en mode redresseur ou onduleur, ce circuit de gestion comprenant au moins un correcteur de type proportionnel intégral dérivé à ordre fractionnaire dit correcteur PIDOF. characterized in that it further comprises a management circuit for controlling the IGBT transistors in rectifier or inverter mode, this management circuit comprising at least one fractional order derivative integral proportional corrector said corrector PIDOF.
2. Circuit convertisseur selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'en mode redresseur, dans lesdits n-2 bras internes : 2. Converter circuit according to claim 1, characterized in that in rectifier mode, in said n-2 internal arms:
- pour des bras dédiés à des niveaux de tensions continues intermédiaires positives, les transistors IGBT disposés du côté des tensions continues intermédiaires ont leur émetteur relié à leur grille ; le courant positif circulant dans le transistor IGBT relié au point commun alternatif et dans la diode interne de l'autre transistor du même bras, et  for arms dedicated to positive intermediate DC voltage levels, the IGBT transistors arranged on the DC intermediate voltage side have their emitter connected to their gate; the positive current flowing in the IGBT transistor connected to the AC common point and in the internal diode of the other transistor of the same arm, and
- pour des bras dédiés à des niveaux de tensions continues intermédiaires négatives, les transistors IGBT disposés du côté du point commun ont leur émetteur relié à leur grille ; le courant négatif circulant dans le transistor IGBT relié du côté des tensions continues intermédiaires et dans la diode interne de l'autre transistor IGBT du même bras relié au point commun alternatif. for arms dedicated to negative intermediate DC voltage levels, the IGBT transistors arranged on the common point side have their emitter connected to their gate; the negative current flowing in the IGBT transistor connected on the DC intermediate voltage side and in the internal diode of the other IGBT transistor of the same arm connected to the AC common point.
3. Circuit convertisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de gestion comprend au moins un circuit DSP (« Digital Signal Processor ») pour une gestion numérique. 3. Converter circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the management circuit comprises at least one DSP ("Digital Signal Processor") circuit for digital management.
4. Circuit convertisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit de gestion comprend : 4. Converter circuit according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the management circuit comprises:
- un correcteur PIDOF pour assurer les allures sinusoïdales des courants dans les parties alternatives du circuit convertisseur,  a PIDOF corrector to ensure the sinusoidal currents of currents in the alternating parts of the converter circuit,
- un circuit de commutation d'étage définissant un paramètre de niveau de commutation d'étage (v*st) utilisé pour la commande des transistors IGBT, et - un circuit de répartition pour répartir des signaux de commande vers les transistors IGBT à partir de signaux de modulation par largeur d'impulsion provenant du correcteur PIDOF et à partir du paramètre de niveau de commutation d'étage. a stage switching circuit defining a stage switching level parameter (v * st ) used for controlling the IGBT transistors, and a distributing circuit for distributing control signals to the IGBT transistors from pulse width modulation signals from the PIDOF corrector and from the floor switching level parameter.
5. Circuit convertisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le correcteur PIDOF a en entrée : Converter circuit according to Claim 4, characterized in that the corrector PIDOF has as input:
- un courant de référence positif (Iref+) pour des alternances positives du signal d'entrée du redresseur, - a positive reference current (I ref +) for the positive alternations of the rectifier input signal,
- un courant de référence négatif (Iref-) pour des alternances négatives du signal d'entrée du redresseur, - a negative reference current (I re f) for the negative alternations of the rectifier input signal,
- un signal triangulaire à superposer au courant de référence positif ou négatif, et  a triangular signal to be superimposed on the positive or negative reference current, and
- un courant de ligne par phase à comparer au courant de référence positif ou négatif ainsi superposé avec le signal triangulaire.  - a line current per phase to be compared to the positive or negative reference current thus superimposed with the triangular signal.
6. Circuit convertisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le courant de référence positif (Iref+) est obtenu par addition d'un courant de référence (Irefo) avec une variation positive (AIref++ ) du courant de référence. 6. Converter circuit according to claim 5, characterized in that the positive reference current (I re f +) is obtained by adding a reference current (I re fo) with a positive variation (AI re f ++) of the current of reference.
7. Circuit convertisseur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le courant de référence négatif (Iref-) est obtenu par addition d'un courant de référence (Irefo) avec une variation négative (AIref.) du courant de référence. 7. Converter circuit according to claim 5 or 6, characterized in that the negative reference current (I ref -) is obtained by adding a reference current (I ref o) with a negative variation (AI ref .) Of reference current.
8. Circuit convertisseur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le courant de référence (Irefo) est obtenu à partir d'un courant de référence d'une charge du redresseur. 8. Converter circuit according to claim 6 or 7, characterized in that the reference current (I ref o) is obtained from a reference current of a load of the rectifier.
9. Circuit convertisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la variation positive (AIref+) du courant de référence est un signal issu d'un correcteur ayant en entrée : 9. Converter circuit according to claim 6, characterized in that the positive variation (AI ref + ) of the reference current is a signal from a corrector having as input:
- une tension de référence supérieure (Vref_sup), et an upper reference voltage (V ref _ sup ), and
- l'une des tensions continues intermédiaires positives.  one of the positive intermediate DC voltages.
10. Circuit convertisseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'une des tensions continues intermédiaires positives est la tension continue intermédiaire la plus élevée. Converter circuit according to Claim 9, characterized in that one of the positive intermediate DC voltages is the highest intermediate DC voltage.
11. Circuit convertisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la variation négative (AIref-) du courant de référence est un signal issu d'un correcteur ayant en entrée : 11. Converter circuit according to claim 7, characterized in that the negative variation (AI ref -) of the reference current is a signal from a corrector having as input:
- une tension de référence supérieure (Vref_sup), et an upper reference voltage (V ref _ sup ), and
- l'une des tensions continues intermédiaires négatives.  one of the negative intermediate DC voltages.
12. Circuit convertisseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'une des tensions continues intermédiaires négatives est la tension continue intermédiaire la plus négative. Converter circuit according to Claim 11, characterized in that one of the negative intermediate DC voltages is the most negative DC DC voltage.
13. Circuit convertisseur selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé en ce que le circuit de commutation d'étage est alimenté par :Converter circuit according to one of Claims 4 to 12, characterized in that the stage switching circuit is powered by:
- un paramètre de commutation d'étage positif (V*st+) issu d'un correcteur ayant en entrée une tension de référence inférieur (Vrefjnf) et l'une des tensions continues intermédiaires positives, et a positive stage switching parameter (V * st + ) coming from a corrector having as input a lower reference voltage (V ref jn f ) and one of the positive intermediate DC voltages, and
- un paramètre de commutation d'étage négatif (V*st-) issu d'un correcteur ayant en entrée la tension de référence inférieur (Vrefjnf) et l'une des tensions continues intermédiaires négatives. a negative stage switching parameter (V * st- ) coming from a corrector having as input the lower reference voltage (V ref jn f ) and one of the negative intermediate DC voltages.
14. Circuit convertisseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'une des tensions continues intermédiaires positives ou négatives est la tension continue intermédiaire la plus élevée ou la plus négative respectivement. 14. The converter circuit as claimed in claim 13, characterized in that one of the positive or negative intermediate DC voltages is the highest or the lowest positive DC voltage, respectively.
15. Circuit convertisseur selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que les correcteurs de très hautes performances sont de type proportionnel intégral dérivé à ordre fractionnaire. 15. Converter circuit according to any one of claims 9 to 14, characterized in that the very high performance correctors are proportional integral type derivative fractional order.
16. Circuit convertisseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bras externes comprennent chacun deux transistors IGBT munis d'une diode interne en anti-parallèle, ces deux transistors IGBT étant reliés en série par leur émetteur. 16. Converter circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that the outer arms each comprise two IGBT transistors provided with an internal diode anti-parallel, these two IGBT transistors being connected in series by their emitter.
17. Système comprenant deux circuits convertisseurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'un des deux circuits convertisseurs étant configuré en redresseur, l'autre en onduleur ; les deux circuits convertisseurs étant disposés dos-à-dos. 17. System comprising two converter circuits according to any one of the preceding claims, one of the two converter circuits being configured as a rectifier, the other inverter; the two converter circuits being arranged back-to-back.
EP13737162.1A 2012-06-18 2013-06-18 Reversible matrix converter circuit Withdrawn EP2862266A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1255667A FR2992116B1 (en) 2012-06-18 2012-06-18 REVERSIBLE MATRIX CONVERTER CIRCUIT
PCT/EP2013/062667 WO2013189952A2 (en) 2012-06-18 2013-06-18 Reversible matrix converter circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2862266A2 true EP2862266A2 (en) 2015-04-22

Family

ID=46963848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13737162.1A Withdrawn EP2862266A2 (en) 2012-06-18 2013-06-18 Reversible matrix converter circuit

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9577549B2 (en)
EP (1) EP2862266A2 (en)
FR (1) FR2992116B1 (en)
WO (1) WO2013189952A2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9413268B2 (en) 2012-05-10 2016-08-09 Futurewei Technologies, Inc. Multilevel inverter device and method
EP3196713B1 (en) * 2016-01-19 2021-07-21 dSPACE digital signal processing and control engineering GmbH Device and method for simulation
US10581313B2 (en) 2018-02-28 2020-03-03 Eaton Intelligent Power Limited Hybrid I-T type multi-level converters
US11056860B2 (en) * 2019-10-11 2021-07-06 Eaton Intelligent Power Limited Bus structure for parallel connected power switches
WO2021108604A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 Wayne State University Single-phase seven-level inverter
US10965221B1 (en) * 2020-09-01 2021-03-30 King Abdulaziz University Switched capacitor based boost inverter topology with a higher number of levels and higher voltage gain
CN114221562B (en) * 2020-09-03 2023-08-29 上海电力大学 Dynamic lower limit direct current side voltage control method for voltage source converter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080285314A1 (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Hassan Ali Kojori Advanced matrix converter and method for operation

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11220886A (en) * 1997-11-25 1999-08-10 Denso Corp Multilevel-type power converter
BR9907351A (en) 1999-12-22 2001-08-07 Ericsson Telecomunicacoees S A Control method and circuit for three-level three-level elevator rectifier
IT1317830B1 (en) 2000-02-14 2003-07-15 Nuova Euromec Srl PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF SWEET PRODUCTS SUCH AS CONFETTIDI GUMMA TO CHEW, CANDIES AND SIMILAR, WITH OR WITHOUT FILLING,
WO2001091279A1 (en) * 2000-05-23 2001-11-29 Vestas Wind Systems A/S Variable speed wind turbine having a matrix converter
DE10131961A1 (en) * 2001-07-02 2003-01-23 Siemens Ag N-point converter circuit
FR2881294B1 (en) 2005-01-26 2007-04-20 Leroy Somer Moteurs REVERSIBLE RECTIFIER AND RECTIFIER CELL.
US7599752B2 (en) * 2005-05-17 2009-10-06 Utah State University Tuning methods for fractional-order controllers
US7226840B2 (en) * 2005-07-25 2007-06-05 Freescale Semiconductor, Inc. Process for forming an electronic device including discontinuous storage elements
JP5387859B2 (en) * 2008-05-30 2014-01-15 株式会社安川電機 Matrix converter control device and output voltage generation method thereof
FR2952482B1 (en) * 2009-11-06 2011-11-18 Mge Ups Systems CONVERTER DEVICE COMPRISING AT LEAST FIVE LEVELS OF CONTINUOUS VOLTAGE AND NON - INTERRUPTION POWER SUPPLY PROVIDED WITH SAID DEVICE.
FR2952485B1 (en) * 2009-11-10 2012-11-23 Lorraine Inst Nat Polytech MULTI-LEVEL MULTI-VOLTAGE MATRIX CONVERTER CIRCUIT, AND METHOD FOR IMPLEMENTING SAID CIRCUIT
FR2975549B1 (en) * 2011-05-17 2015-01-02 Converteam Technology Ltd VOLTAGE INVERTER WITH 2N + 1 LEVELS

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080285314A1 (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Hassan Ali Kojori Advanced matrix converter and method for operation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013189952A2 (en) 2013-12-27
FR2992116B1 (en) 2015-11-13
WO2013189952A3 (en) 2014-03-06
FR2992116A1 (en) 2013-12-20
US20150131348A1 (en) 2015-05-14
US9577549B2 (en) 2017-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2862266A2 (en) Reversible matrix converter circuit
US10027126B2 (en) Modulation and control methods for quasi-Z-source cascade multilevel inverters
Jain et al. An adjustable DC link voltage-based control of multifunctional grid interfaced solar PV system
Tsengenes et al. A multi-function grid connected PV system with three level NPC inverter and voltage oriented control
JP5389566B2 (en) Grid-connected inverter system
CH694386A5 (en) A power supply harmonics reduced for a load receiving a polyphase alternating current.
FR2679715A1 (en) ELECTRONIC DEVICE FOR CONVERTING ELECTRIC ENERGY.
Sathik et al. Experimental validation of new self-voltage balanced 9L-ANPC inverter for photovoltaic applications
Annam et al. A hysteresis space vector PWM for PV tied Z-source NPC-MLI with DC-link neutral point balancing
Rachid et al. Application of an active power filter on photovoltaic power generation system
Sabour et al. A new quasi‐resonant switched capacitor multilevel inverter with the self‐voltage balancing capability
Singh et al. Implementation of grid interfaced photovoltaic system with active power filter capabilities
Ravindran et al. MSVM‐based hybrid energy‐fed quasi‐Z‐source cascaded H‐bridge inverter for grid‐connected system
González et al. Conception of a modular multilevel converter for high-scale photovoltaic generation based on efficiency criteria
Chen et al. Research of three-phase four-leg rectifier
Murshid et al. Power quality improvement in grid integrated solar water pumping system using Vienna converter
Jeong et al. An interleaving scheme for DC-link current ripple reduction in parallel-connected generator systems
Roomi An Overview of Carrier-based Modulation Methods for Z-Source Inverter
Modi et al. Improved Multi-Layer GI-QSG Control for Grid-Interactive SPVA-BES-SyRG Wind Based Microgrid
Dharmambal et al. Review on impedance source topologies and modulation techniques for multilevel cascaded inverter
Chandran et al. Third order sinusoidal integrator control of PV-Hydro-BES based isolated micro-grid
Wanjekeche et al. Modeling and control of a cascaded NPC/H-bridge inverter with LCL filter in PV-Grid application
Murugesan et al. Performance Analysis of Simplified Seven-Level Inverter using Hybrid HHO-PSO Algorithm for Renewable Energy Applications
Spandana et al. Performance analysis of Partially Parallel Embedded Z—Source inverter with reduced switches fed IM drives
EP3807984B1 (en) Method for controlling a vienna rectifier

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20141219

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20180201

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180612