FR3055480A1 - Dispositif et procede de conversion de puissance associant plusieurs convertisseurs en parallele - Google Patents

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif de conversion de puissance électrique destiné à alimenter une machine électrique alternative (M) sur N1 phases, à partir d'une source de puissance continue électrique (11), le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - un nombre N2 de convertisseurs (OND1, OND2) alimentés par la source de puissance continue électrique (11) et délivrant des signaux alternatifs polyphasés sur Ni phases, - des moyens de couplage (14) des signaux alternatifs polyphasés des N2 convertisseurs (OND1, OND2) en un signal alternatif polyphasés (15) d'alimentation de la machine électrique (M), - un organe de commande (12) transmettant à une fréquence de découpage des consignes de pilotage à chacun des convertisseurs (OND1, OND2) ; et en ce que les consignes de pilotage de chacun des K convertisseurs, K allant de 1 à N2, sont déphasées en fréquence de découpage d'une valeur de [(K-1) 180/N2] degrés.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
055 480
01275
COURBEVOIE © Int Cl8 : H 02 J 3/38 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
©) Date de dépôt : 30.08.16. ©) Demandeur(s) : THALES— FR.
(© Priorité :
@ Inventeur(s) : LAPALUS PHILIPPE.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 02.03.18 Bulletin 18/09.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ©) Titulaire(s) : THALES.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : MARKS & CLERK FRANCE Société
en nom collectif.
DISPOSITIF ET PROCEDE DE CONVERSION DE PUISSANCE ASSOCIANT PLUSIEURS CONVERTISSEURS EN PARALLELE.
FR 3 055 480 - A1
L'invention porte sur un dispositif de conversion de puissance électrique destiné à alimenter une machine électrique alternative (M) sur N-, phases, à partir d'une source de puissance continue électrique (11 ), le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend:
- un nombre N2 de convertisseurs (OND1: OND2) alimentés par la source de puissance continue électrique (11 ) et délivrant des signaux alternatifs polyphasés sur Ni phases,
- des moyens de couplage (14) des signaux alternatifs polyphasés des N2 convertisseurs (OND1: OND2) en un signal alternatif polyphasés (15) d'alimentation de la machine électrique (M),
- un organe de commande (12) transmettant à une fréquence de découpage des consignes de pilotage à chacun des convertisseurs (OND-| OND2);
et en ce que les consignes de pilotage de chacun des K convertisseurs, K allant de 1 à N2, sont déphasées en fréquence de découpage d'une valeur de [(K-1) 180/N2] degrés.
Figure FR3055480A1_D0001
Figure FR3055480A1_D0002
Dispositif et procédé de conversion de puissance associant plusieurs convertisseurs en parallèle
L'invention concerne un dispositif de conversion de puissance électrique comprenant plusieurs convertisseurs associés en parallèle. L’invention trouve une utilité particulière dans le domaine aéronautique.
s Un avion comprend généralement un grand nombre de machines électriques ou charges électriques alimentées en puissance électrique par un réseau de fourniture électrique de bord. Par exemple, les commandes de vols aéronefs, les systèmes de climatisation et d’éclairage interne mettent en œuvre des machines électriques alternatives triphasées. Les puissances îo électriques fournies à ces machines sont pilotées au moyen de convertisseurs de puissance reliés au réseau de bord délivrant une puissance électrique continue. Le réseau de fourniture d’énergie électrique peut comprendre par exemple des générateurs électriques, des batteries de stockage à bord de l’aéronef, ou encore des moyens de liaison à un réseau d’alimentation électrique au sol, permettant l’alimentation électrique de l'aéronef stationné sur une piste. De manière connue, le convertisseur de puissance module la source électrique continue pour délivrer le signal alternatif polyphasé adapté aux exigences en puissance et en fréquence électrique de la machine.
Pour des besoins en puissance ou en fréquence élevés, il est intéressant pour réduire le coût, la masse et le volume du dispositif de conversion de puissance, d’associer plusieurs convertisseurs en parallèle à la machine électrique. Le dispositif de conversion comprend alors plusieurs convertisseurs alimentés par le réseau électrique et pilotés par un organe de commande commun. Les signaux alternatifs polyphasés issus de chacun des convertisseurs sont assemblés, ou couplés, au moyen d’une ou plusieurs inductances. Le dispositif de conversion comprend aussi généralement des moyens de filtrage en entrée du signal continu, en mode différentiel et en mode commun, et des moyens de filtrage en sortie du signal alternatif polyphasé après couplage.
Une difficulté porte sur l’organe assurant la commande simultanée des convertisseurs associés en parallèle. Dans une première approche, on peut commander chacun des convertisseurs de manière strictement identique. Des consignes identiques pour chaque convertisseur sont transmises, à une même fréquence de découpage, à chacun des bras des convertisseurs. Cette première approche génère toutefois des pertes fer importantes dans la machine, entraînant un besoin accru en refroidissement de la machine électrique. Elle a également pour inconvénient de générer des perturbations électriques élevées, nécessitant un filtrage important pour être capable de se protéger des effets d’interférences électromagnétiques, connues dans la littérature anglo-saxonne sous le nom de : « Electric Magnetic Interférence » ou de son acronyme EMI.
Une seconde approche connue est décrite dans la demande de brevet US2006/0043922. Elle consiste à associer en parallèle deux onduleurs et à les commander de manière à déphaser chaque onduleur de 180° de la fréquence de découpage. Comme nous allons l’illustrer dans la suite, cette seconde approche génère toutefois des pertes électriques qui restent élevées.
Ainsi, la mise en parallèle de plusieurs convertisseurs pour l'alimentation d’une même machine électrique présente de nombreux bénéfices. Les dispositifs de conversion connus et les procédés de pilotage connus de ces dispositifs génèrent des pertes fers et des perturbations électriques importantes. La présente invention vise à pallier les difficultés des solutions de l’art antérieur.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de conversion de puissance électrique destiné à alimenter une machine électrique alternative sur N) phases, à partir d’une source de puissance continue électrique, le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprend :
- un nombre N2 de convertisseurs alimentés par la source de puissance continue électrique et délivrant des signaux alternatifs polyphasés sur Ni phases,
- des moyens de couplage des signaux alternatifs polyphasés des N2 convertisseurs en un signal alternatif polyphasés d’alimentation de la machine électrique,
- un organe de commande transmettant à une fréquence de découpage des consignes de pilotage à chacun des convertisseurs ;
et en ce que les consignes de pilotage de chacun des K convertisseurs, K allant de 1 à N2, sont déphasées en fréquence de découpage d’une valeur de (*-l)
180
N.
degrés.
Avantageusement, le dispositif comprend un nombre N2 de convertisseurs égal à une puissance de deux, et les moyens de couplage comprennent un nombre N3 d’étages de couplage ; les nombres N2 et N3 étant liés par la relation N2 = 2 Λ N3 ; chacun des N3 étages de couplage comprenant une ou plusieurs inductances associant deux à deux les signaux îo alternatifs polyphasés issus de deux des convertisseurs ou issus de deux inductances d’un étage de couplage inférieur.
Si le dispositif comprend au moins quatre convertisseurs, la valeur d’inductance d’un étage de couplage amont est le double de la valeur d’inductance d’un étage couplage aval, un étage amont étant situé plus près des convertisseurs que l’étage aval.
Si le dispositif comprend au moins quatre convertisseurs, les moyens de couplage comprennent trois étages de couplage. L’étage de couplage le plus aval peut comprendre un simple conducteur électrique raccordant les sorties des second étages d’une même phase.
1. L’invention a également pour objet un procédé de pilotage d’un dispositif de conversion destiné à alimenter une machine électrique alternative (M) sur Ni phases, à partir d’une source de puissance continue électrique (11) ; le dispositif comprenant:
- un nombre N2 de convertisseurs (OND^ OND2) alimentés par la source de puissance continue électrique (11) et délivrant des signaux alternatifs polyphasés sur N1 phases,
- des moyens de couplage (14) des signaux alternatifs polyphasés des N2 convertisseurs (ONDi, OND2) en un signal alternatif polyphasés (15) d'alimentation de la machine électrique (M) ;
le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte des étapes consistant à transmettre à une fréquence de découpage des consignes de pilotage à chacun des convertisseurs (ONDi, OND2) ;
et en ce que les consignes de pilotage de chacun des K convertisseurs, K allant de 1 à N2, sont déphasées en fréquence de découpage d’une valeur de degrés.
L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation donnés à titre îo d’exemple sur les figures suivantes.
Les figures 1a et 1b représentent un dispositif de conversion selon un premier mode de réalisation mettant en parallèle deux convertisseurs, les figures 2a, 2b et 2c illustrent le gain en filtrage pour le premier mode de réalisation, i5 les figures 3a et 3b représentent un dispositif de conversion selon un second mode de réalisation mettant en parallèle quatre convertisseurs, les figures 4a et 4b illustrent le gain en filtrage pour le second mode de réalisation, les figures 5a et 5b représentent un exemple de moyens de couplage du dispositif de conversion.
Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.
Les figures 1a et 1b représentent un dispositif de conversion selon un premier mode de réalisation mettant en parallèle deux convertisseurs. Le dispositif de conversion 10 a pour but d’alimenter une machine électrique alternative M, à partir d’une source de puissance continue électrique 11. Dans le cas le plus courant, représenté sur les figures 1a et 1b, la machine électrique M est alimentée en tension alternative triphasée, mais l’invention est plus généralement destinée à alimenter toute machine électrique alternative polyphasée sur Ni phases.
Le dispositif 10 comprend :
- deux convertisseurs, ou onduleurs, référencés respectivement OND) et OND2 ; chaque convertisseur étant alimentés par la source de puissance continue électrique 11, et délivrant un signal alternatif polyphasé sur Ni phases, référencé respectivement 13Ί et 132,
- un organe de commande 12, transmettant à chacun des convertisseurs OND) et OND2, des consignes de pilotage sur Ni phases à une fréquence prédéfinie, dite fréquence de découpage, supérieure à la fréquence électrique d’alimentation de la machine électrique M. Typiquement, la fréquence de découpage des convertisseurs est environ 10 à 25 fois supérieure à la fréquence di signal électrique alimentant la machine M. On envisage à titre d’exemple une fréquence de découpage des convertisseurs de l’ordre 10 kHz pour une fréquence du signal électrique d’environ 400 Hz.
- des moyens de couplage 14, capables d’assembler les signaux 13i et 132 des convertisseurs OND1 et OND2 en un signal alternatif polyphasé 15. Comme représenté sur la figure 1a, les moyens de couplage comprennent préférentiellement pour chacune des Ni phases une inductance de couplage T,, permettant d’assembler les signaux 13-i et 132 provenant des deux convertisseurs OND1 et OND2.
Le dispositif de conversion 10 comprend également des moyens de filtrage 16 du signal continu issu de la source de puissance continue électrique 11. Divers moyens de filtrage peuvent être envisagés par la présente invention. Comme représenté sur la figure 1a, on envisage par exemple un filtrage de mode différentiel comprenant une inductance Lmd et une capacité C associée entre les deux polarités de la source. On envisage également un filtrage de mode commun comprenant une inductance Lmc et deux capacités Cy reliés à une masse du dispositif.
Le dispositif de conversion peut aussi comprendre des moyens de filtrage 17 du signal alternatif polyphasé 15 issu des moyens de couplage 14. De manière connue, on envisage notamment un filtrage de mode commun au moyen de transformateurs LSmc et de capacités Cs associées à chacune des Ni phases.
Chaque convertisseur ONÜ! et OND2 comprend plusieurs branches, autant de branches que des Ni phases du signal alternatif. Sur la figure 1a,
Ni = 3. Selon une caractéristique particulière de la présente invention, l’organe de commande 12 transmet à chacun des deux convertisseurs une même consigne de pilotage déphasée dans le temps. Cette caractéristique particulière est illustrée par la figure 1b. Une consigne de pilotage 20 est transmise au premier convertisseur OND-ι à la fréquence de découpage. La consigne de pilotage 20 est déclinée sur chacune des trois branches. Selon une technique connue de l’homme du métier, la consigne de pilotage est appliquée sans déphasage sur la première branche, avec un déphasage en fréquence électrique de 2π/3 soit 120° sur la seconde branche, et avec un déphasage en fréquence électrique de 4ττ/3 soit 240° sur la troisième branche. La consigne de pilotage 20 est également transmise au second convertisseur OND2 après un déphasage en fréquence de découpage de tt/2 soit 90°. Elle est ensuite déclinée sur les trois branches de la même manière que pour le premier convertisseur ONDi. Nous avons illustré par la figure 1b le déphasage des consignes de pilotage des convertisseurs dans le cas d’une modulation à largeur d’impulsion (MLI) intersective. Toutefois, il est bien entendu que le principe selon l’invention du déphasage des consignes de pilotage des convertisseurs, ou autrement dit le déphasage des fréquences de découpages, est applicable à une commande vectorielle ou calculée, pour un système triphasé ou plus largement polyphasé.
Les figures 2a, 2b et 2c illustrent les bénéfices de la commande déphasée des deux convertisseurs associés en parallèle. Le graphique représenté sur la figure 2a représente l’évolution du courant efficace normalisé dans la capacité C du filtrage de mode différentiel en fonction du rapport de modulation dans le cas d’un déphasage nul. Dans ce cas, une consigne strictement identique est transmise aux deux convertisseurs. C’est le cas décrit comme la première approche dans le préambule de la présente demande. La figure 2b représente le même graphique d’évolution du courant efficace dans le filtrage de mode différentiel, cette fois dans le cas où la consigne de pilotage du second convertisseur est déphasée de 180°. C’est le cas décrit comme la seconde approche dans le préambule de la présente demande. Enfin, la figure 2c représente le même graphique d’évolution du courant efficace dans le filtrage de mode différentiel, cette fois dans le cas envisagé par la présente invention où la consigne de pilotage du second convertisseur est déphasée de 180°.
Sur les graphiques des figures 2a, 2b et 2c, l’évolution du courant efficace est représentée pour quatre valeurs distinctes de déphasage en courant et tension. Pour couvrir toute la plage de déphasage courant/tension, on a représenté l’évolution du courant efficace pour quatre valeurs s classiques du cos(phi), égales à 0 (déphasage de 90°), 0.7, 0.92 et 1 (déphasage nul). De manière surprenante, on a constaté une réduction significative du courant efficace dans le filtrage de mode différentiel obtenue dans le cas d’un déphasage de 90° entre les consignes de pilotage des deux convertisseurs. Ainsi, sur la figure 2a, on constate une valeur maximale de îo courant proche de 0.66, pour un rapport de modulation de 0.6 environ et un cos(phi) égal à 1. Sur la figure 2b, on constate une valeur maximale de courant proche de 0.55 pour un rapport de modulation de 0.55 environ et un cos(phi) égal 1. Sur la figure 2c, on constate avantageusement une valeur maximale de courant proche de 0.32 pour un rapport de modulation de 0.3 environ et un cos(phi) égal à 1.
Cette réduction inattendue du courant efficace dans le filtrage de mode différentiel, obtenue dans le cas d’un déphasage de 90° entre les deux onduleurs, est très avantageuse. Elle signifie une réduction significative des pertes fer dans la machine électrique. Elle permet une réduction du filtrage à l’entrée et à la sortie du convertisseur. On a quantifié les bénéfices résultant de ce déphasage de 90° des consignes des deux convertisseurs. Par rapport à une commande strictement identique des deux convertisseurs (déphasage nul, figure 2a), on constate :
- un gain de 30 à 40% sur l’ondulation de tension sur le bus continu DC et, pour une même ondulation, une réduction de 35 à 45% de la valeur de la capacité C nécessaire pour les moyens de filtrage 16.
- une réduction de 40 à 70% du courant efficace dans la capacité C du filtrage de mode différentiel.
- une réduction de 25 à 60% des pertes fer dans la machine électrique
- pas ou peu d’augmentation du filtrage des perturbations CEM du mode commun en utilisant les fuites des transformateurs interphases. Par rapport à une commande déphasée de 180° (figure 2b), on constate :
- une meilleure répartition des pertes fer entre la machine et l’inductance de couplage T,
- une réduction de courant de circulation entre les deux convertisseurs, et donc des valeurs électriques de l’inductance de couplage T,.
- une réduction du courant efficace dans la capacité C du filtrage de mode différentiel.
Les figures 3a et 3b représentent un dispositif de conversion selon un second mode de réalisation mettant en parallèle quatre convertisseurs. Le dispositif de conversion 30 représenté sur la figure 3a étend le concept décrit précédemment dans le cas de deux convertisseurs. II comprend un certain îo nombre d’éléments communs qui ne sont pas repris en détail ici. Le dispositif de conversion 30 a pour but d’alimenter une machine électrique alternative M, à partir d’une source de puissance continue électrique 11. Le dispositif 30 comprend :
- quatre convertisseurs, ou onduleurs, référencés respectivement
ONDi, OND2, OND3 et OND4, alimentés par la source électrique 11, et délivrant un signal alternatif polyphasé sur Nt phases,
- un organe de commande 12, transmettant à chacun des convertisseurs OND1, OND2, OND3 et OND4, des consignes de pilotage sur Ni phases à la fréquence de découpage,
- des moyens de couplage 14, capables d’assembler les signaux issus des convertisseurs OND1 à OND4 en un signal alternatif polyphasé 15,
- des moyens de filtrage 16 du signal continu issu de la source électrique 11, en particulier un filtrage de mode commun et un filtrage de mode différentiel,
- des moyens de filtrage 17 du signal alternatif 15 issu des moyens de couplage 14.
Dans ce second mode de réalisation à quatre convertisseurs, l’organe de commande transmet à chacun des convertisseurs une consigne de pilotage déphasée dans le temps. Le principe du déphasage précédemment détaillé décrit la figure 1b est appliqué au dispositif de conversion 30 à quatre convertisseurs. Comme représenté sur la figure 3b, la consigne de pilotage 20 est transmise au premier convertisseur OND1 sans déphasage. Elle est transmise au second convertisseur OND2 avec un déphasage en fréquence de découpage de π/4 soit 45°. Elle est transmise au troisième convertisseur
OND3 avec un déphasage de π/2 soit 90°. Elle est transmise au quatrième convertisseur OND4 avec un déphasage de 3π/4 soit 135°.
Les bénéfices de la commande déphasée des quatre convertisseurs associés en parallèle sont illustrés par la figure 4a. Comme sur les figures 2a, 2b et 2c on a représenté l’évolution du courant efficace dans le filtrage de mode différentiel en fonction du rapport de modulation et pour quatre valeurs typiques de déphasage courant/tension (cos(phi)=0, 0.7, 0.92 et 1). On constate une valeur maximale de courant proche de 0.27 pour un rapport de îo modulation de 1 environ et un cos(phi) égal à 0. Ainsi, dans ce second mode de réalisation associant quatre convertisseurs en parallèle, le déphasage des consignes de pilotage des convertisseurs, ou autrement dit le déphasage des fréquences de découpages, permet avantageusement de limiter les valeurs de courant efficace dans le filtrage de mode différentiel a des valeurs très basses. On a eu l’occasion de décrire les avantages de cette réduction du courant efficace dans la capacité C.
Nous avons décrit deux modes de réalisation possibles de la présente invention, associant respectivement deux et quatre convertisseurs en parallèles. Bien entendu, le principe du déphasage des fréquences de découpages peut être étendu à un plus grand nombre de convertisseurs associés en parallèle. Dans ce sens, la figure 4b décrit l’évolution du courant efficace dans le filtrage de mode différentiel obtenue dans le cas d’un dispositif de conversion associant selon le même principe huit convertisseurs en parallèle. Dans ce cas, les consignes de pilotage respectivement du second, du troisième, du quatrième, du cinquième, du sixième, du septième et du huitième convertisseur sont déphasées en fréquence de découpage respectivement de 22.5°, 45°, 67.5°, 90°, 112.5°, 135° et 157.5°. On constate sur la figure 4b une valeur maximale de courant proche de 0.23 pour un rapport de modulation de 1 et un cos(phi) égal à 0.
L’invention ne se limite pas à ces exemples à deux, quatre ou huit convertisseurs, mais porte d’une manière plus générale sur le déphasage des fréquences de découpage d’un dispositif de conversion comprenant N2 convertisseurs associés en parallèle. Selon l’invention, à chacun des K convertisseurs, K allant de 1 à N2, est appliquée une consigne de pilotage déphasée en fréquence de découpage d’une valeur de :
(K-l)
180
N.
Les figures 5a et 5b représentent un exemple de moyens de couplage dans le cas d’un dispositif de conversion comprenant quatre convertisseurs associés en parallèle, tel que représenté sur la figure 3a. Nous avons mentionné précédemment que, dans le cas d’un dispositif de conversion à deux convertisseurs, le couplage des signaux alternatif polyphasés issus des îo deux convertisseurs peut être réalisé pour chacune des phases au moyen d’une inductance de couplage Tj. Dans le cas d’un dispositif à quatre convertisseurs, les signaux issus des convertisseurs sont couplés deux à deux par un premier étage de couplage 14a. Les signaux alternatifs polyphasés des convertisseurs ONDi et OND2 sont couplés au moyen d’une première inductance de couplage Th. Les signaux alternatifs polyphasés des convertisseurs OND3 et OND4 sont couplés au moyen d’une seconde inductance de couplage Th. Les signaux issus du premier étage de couplage 14a sont couplés par un second étage de couplage 14b au moyen d’une inductance de couplage Ti2.
Dans le cas d’un dispositif comprenant plus généralement un nombre
N2 de convertisseurs égal à une puissance de deux, les moyens de couplage comprennent un nombre N3 d’étages de couplage ; les nombres N2 et N3 étant liés par la relation N2 = 2 Λ N3. Chacun des N3 étages de couplage comprend alors une ou plusieurs inductances associant deux à deux les signaux alternatifs polyphasés issus de deux convertisseurs ou issus des inductances d’un étage de couplage inférieur.
Dans le cas d’un dispositif à quatre convertisseurs, et avec les références de courants, tensions et inductances représentées sur la figure 5b, nous avons :
6/(/,-4) r,-r2 , dt 24 ’ ' mais également les courants circulants du convertisseur ONDi dans le convertisseur OND3 et du convertisseur ONDt dans le convertisseur OND4 :
Vx-V3 = (Lx+2L2) d(Ix~I3) dt d(h~I2) dt
VX-V,=(LX +2L2) d(Ix~h) dt + (A-2Z2) d(l2-I2) dt (2) (3) (4) (5) (6)
On constate par ces équations que l’on peut avantageusement symétriser ces courants en retenant pour valeur d’inductance L1 = 2 * L2, qui conduit à trois courants de circulation égaux :
d(Ix-I2) _ν,-ν2 . dt 2LX d(Ix-I3) vx-v3 . dt 2LX d(Ix-I,) _ VX-V, dt 2LX
De manière analogue, on peut symétriser les courants de circulation dans le cas d’un dispositif de conversion à huit convertisseurs. Le premier étage de couplage comprend quatre inductances de valeur L1, le second étage de couplage comprend deux inductances de valeur L2 et le troisième étage de couplage comprend une inductance de valeur L3. Il est possible de symétriser les courants de circulation entre convertisseurs en retenant pour valeur d’inductance L1 = 2 * L2 ; et L2 = 2 * L3.
De façon plus générale, si le dispositif comprend au moins quatre convertisseurs, la valeur d’inductance d’un étage de couplage amont est le double de la valeur d’inductance d’un étage couplage aval, un étage amont étant situé plus près des convertisseurs que l’étage aval. A partir de huit convertisseurs, la valeur de la troisième inductance devient très faible et cette inductance peut être omise pour gagner de la masse. Autrement dit, les sorties des second étages d’une même phase sont raccordés par un simple conducteur électrique.
ίο
L’invention porte aussi sur un procédé de pilotage d’un dispositif de conversion destiné à alimenter une machine électrique alternative M sur N-i phases, à partir d’une source de puissance continue électrique 11, le dispositif comprenant :
- un nombre N2 de convertisseurs OND, alimentés par la source de puissance continue électrique 11 et délivrant des signaux alternatifs polyphasés sur Ni phases,
- des moyens de couplage 14 des signaux alternatifs polyphasés des N2 convertisseurs OND, en un signal alternatif polyphasés 15 d’alimentation de la machine électrique M.
Le procédé selon l’invention comporte des étapes consistant à transmettre à une fréquence de découpage des consignes de pilotage à chacun des convertisseurs OND,. Les consignes de pilotage de chacun des K convertisseurs, K allant de 1 à N2, sont déphasées en fréquence de découpage d’une valeur de (K-i)
N.
degrés.
180

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de conversion de puissance électrique destiné à alimenter une machine électrique alternative (M) sur Ni phases, à partir d’une source de puissance continue électrique (11), le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprend :
    - un nombre N2 de convertisseurs (OND^ OND2, OND3, OND4) alimentés par la source de puissance continue électrique (11) et délivrant des signaux alternatifs polyphasés sur Ni phases,
    - des moyens de couplage (14) des signaux alternatifs polyphasés des N2 convertisseurs (OND-i, OND2, OND3, OND4) en un signal alternatif polyphasés (15) d’alimentation de la machine électrique (M),
    - un organe de commande (12) transmettant à une fréquence de découpage des consignes de pilotage à chacun des convertisseurs (OND1, OND2, OND3, OND4) ;
    et en ce que les consignes de pilotage de chacun des K convertisseurs, K allant de 1 à N2, sont déphasées en fréquence de découpage d’une valeur de (^-1)
    180 degrés.
  2. 2. Dispositif de conversion selon la revendication 1, comprenant deux convertisseurs (OND-ι, OND2) délivrant des signaux alternatifs
    20 triphasés, et dont l’organe de commande (12) est configuré de manière à déphaser en fréquence de découpage les consignes de pilotage d’un second des convertisseurs (OND2) d’une valeur de 90 degrés par rapport à un premier des convertisseurs (OND^.
    25
  3. 3. Dispositif de conversion selon la revendication 1, comprenant quatre convertisseurs (OND1, OND2, OND3, OND4) délivrant des signaux alternatifs triphasés, et dont l’organe de commande (12) est configuré de manière à déphaser en fréquence de découpage les consignes de pilotage respectivement d’un second des convertisseurs (OND2), d’un troisième des
    30 convertisseurs (OND3), et d’un quatrième des convertisseurs (OND4), respectivement d’une valeur de 45, 90 et 135 degrés par rapport à un premier des convertisseurs (OND^.
  4. 4. Dispositif de conversion selon la revendication 1, comprenant huit convertisseurs délivrant des signaux alternatifs triphasés, et dont l’organe de commande (12) est configuré de manière à déphaser en fréquence de découpage les consignes de pilotage respectivement d’un second, d’un troisième, d’un quatrième, d’un cinquième, d’un sixième, d’un septième et d’un huitième des convertisseurs, respectivement d’une valeur de 22.5, 45, 67.5, 90, 112.5, 135 et 157.5 degrés par rapport à un premier des convertisseurs.
  5. 5. Dispositif de conversion selon l’une des revendications précédentes, comprenant un nombre N2 de convertisseurs égal à une puissance de deux, et dont les moyens de couplage comprennent un nombre N3 d’étages de couplage ; les nombres N2 et N3 étant liés par la relation :
    N2 = 2 Λ N3 ;
    chacun des N3 étages de couplage comprenant une ou plusieurs inductances associant deux à deux les signaux alternatifs polyphasés issus de deux des convertisseurs ou issus de deux inductances d’un étage de couplage inférieur.
  6. 6. Dispositif de conversion selon la revendication 5 en tant que revendication dépendante de l’une des revendications 3 ou 4, dans lequel la valeur (Li) de l’inductance du premier des étages (14a) de couplage le plus près des convertisseurs est le double de la valeur (L2) des inductances du second des étages (14b).
  7. 7. Dispositif de conversion selon la revendication 6 en tant que revendication dépendante de la revendication 4, dans lequel la valeur (L2) d’inductances du second des étages de couplage est le double de la valeur (L3) d’inductances du troisième des étages, le plus éloigné des convertisseurs.
  8. 8. Dispositif de conversion selon la revendication 4, dans lequel les moyens de couplage comprennent trois étages de couplage associant deux à deux les signaux alternatifs polyphasés issus de deux des convertisseurs ou issus d’un étage de couplage inférieur, dans lequel, la valeur (l_i) d’inductance du premier étage (14a) de couplage est le double de ίο la valeur (L2) d’inductances du second étage (14b) et dans lequel les sorties des second étages d’une même phase sont raccordés par un simple conducteur électrique.
  9. 9. Procédé de pilotage d’un dispositif de conversion destiné à alimenter une machine électrique alternative (M) sur hh phases, à partir d’une source de puissance continue électrique (11) ; le dispositif comprenant:
    - un nombre N2 de convertisseurs (ONDï, OND2) alimentés par la source de puissance continue électrique (11) et délivrant des signaux alternatifs polyphasés sur Ni phases,
    - des moyens de couplage (14) des signaux alternatifs polyphasés des N2 convertisseurs (OND-i, OND2) en un signal alternatif polyphasés (15) d’alimentation de la machine électrique (M) ;
    le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte des étapes consistant à transmettre à une fréquence de découpage des consignes de pilotage à chacun des convertisseurs (OND1, OND2) ;
    et en ce que les consignes de pilotage de chacun des K convertisseurs, K allant de 1 à N2, sont déphasées en fréquence de découpage d’une valeur de
    180
    N.
    degrés.
    λ ΙΊ
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WO2022027619A1 (fr) * 2020-08-07 2022-02-10 Abb Schweiz Ag Convertisseur de courant à niveaux multiples et procédé de convertisseur de courant à niveaux multiples

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US20120147639A1 (en) * 2010-04-08 2012-06-14 Peregrine Power LLC Hybrid space vector pwm schemes for interleaved three-phase converters
CN103155703A (zh) * 2010-09-29 2013-06-12 欧司朗股份有限公司 用于驱动至少两个半导体光源的电路装置

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