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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 16/3-4 - 2013  - pp.389-408  - doi:10.3166/ejee.16.389-408
TITRE
Dimensionnement des inductances de branches des convertisseurs modulaires multiniveaux

TITLE
Sizing of branch inductors parameters in modular multilevel converters. An analytical approach

RÉSUMÉ

Une des particularités essentielles des convertisseurs modulaires multiniveaux est la présence d’inductances au sein de chacune de leurs phases. Ces inductances, qui peuvent être couplées ou non, autorisent une certaine indépendance dans le contrôle des courants de branches (demi-phases) et participent à la protection du convertisseur ainsi que des sources que ce dernier interface. L’article proposé ici a pour objectif de présenter une méthode générale afin de dimensionner de manière formelle ces inductances de branches. Au travers de l’analyse des différentes boucles de courants mises en jeu dans ce type de convertisseurs, différents critères sont proposés afin de permettre leur conception. L’utilisation d’inductances couplées est prise en compte et comparée à celle d’inductances non couplées. Finalement, un exemple numérique ainsi que différentes simulations illustrent et confirment la pertinence de la méthode proposées.



ABSTRACT

One of the key features of Modular Multilevel Converters is the existence of inductors inside the branches that constitute each of their phases. These inductors, which may be coupled or non-coupled, authorize a certain independency in the control of the branch currents and contribute to the protection of the converter as well as the buses the latter is connected to. Through the analysis of the various current loops that are involved in this converter technology, the present paper aims to present a general parameter design method and proposes several criteria in order to analytically size these branch inductors. The possible use of coupled inductors is considered and compared with the use of non-coupled inductors. Finally, a numerical example as well as simulation results illustrate and confirm the validity of the proposed approach.



AUTEUR(S)
Nicolas CHERIX, Michail VASILADIOTIS, Alfred RUFER

MOTS-CLÉS
convertisseur modulaire multiniveau, Inductances de branches, courant circulant, protection contre les court-circuits, disjoncteur continu, dimensionnement.

KEYWORDS
modular multilevel converter, branch inductors, circulating current, short-circuit protection, fault current, DC circuit breaker, parameter design method.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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