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Faculté des Sciences appliquées
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Mémoire

Master thesis : Digital twin of a power converter: using hardware-in-the-loop for the design and evaluation of digital control algorithms.

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Ewbank, Bastien ULiège
Promoteur(s) : Cornélusse, Bertrand ULiège ; Frebel, Fabrice ULiège
Date de soutenance : 27-jui-2022/28-jui-2022 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/14392
Détails
Titre : Master thesis : Digital twin of a power converter: using hardware-in-the-loop for the design and evaluation of digital control algorithms.
Titre traduit : [fr] Jumeau numérique d'un convertisseur de puissance : utilisation du hardware-in-the-loop pour la conception et l'évaluation d'algorithmes de contrôle numériques.
Auteur : Ewbank, Bastien ULiège
Date de soutenance  : 27-jui-2022/28-jui-2022
Promoteur(s) : Cornélusse, Bertrand ULiège
Frebel, Fabrice ULiège
Membre(s) du jury : Redouté, Jean-Michel ULiège
Bidaine, Benoit 
Langue : Anglais
Nombre de pages : 90
Mots-clés : [en] Power Converter
[en] HIL
[en] Hardware in the loop
[en] Simulation
[en] Emulation
[en] DC/DC
[en] Digital-twin
[en] Typhoon HIL
[en] Power electronics
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie électrique & électronique
Organisme(s) subsidiant(s) : CE+T power
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master : ingénieur civil électricien, à finalité spécialisée en "electronic systems and devices"
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] Nowadays, renewable energy sources take a larger share in energy production. Power electronics converters are extensively used to optimize energy yield, and interface those renewable energy sources with the electrical grid. As such, industries tend to develop more and more complex controllers for power electronics converters, and there is a need for tools to validate controller design in real-life conditions before implementation. \\

This thesis focuses on one emulation technique called “hardware-in-the-loop” (HIL). HIL devices can be used to simulate the dynamics of power electronics converters in real-time, thanks to their extensive computational capabilities. They can also interface hardware devices with models developed on software. This is especially useful if one wants to validate the design of a controller, once it is deported on a hardware device, to identify any possible implementation issues. \\

The thesis is divided into two parts. The first part highlights the advantages of the HIL technique for validation of controller design. A model of a battery charger is designed, and the switching operations are performed by a controller. The controller is either simulated in the same environment as the battery charger, or deported on a real control board interfaced with the battery charger emulation. The second part highlights the advantages of the HIL technique for the simulation of power electronics converters and demonstrates the reliability of HIL simulation.
Therefore, measurements from a real converter from CE+T power products, are compared with HIL simulation data. In order to perform the simulation, the real converter is modeled inside the Typhoon HIL software and the control board of the real converter is interfaced with the HIL device. \\

Finally, the comparison results are discussed and the potential of HIL for future work is evoked.


Fichier(s)

Document(s)

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Access Thesis_Bastien_Ewbank.pdf
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Taille: 9.41 MB
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Access Abstract_Bastien_Ewbank.pdf
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Taille: 141.99 kB
Format: Adobe PDF

Annexe(s)

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Taille: 55.44 kB
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Auteur

  • Ewbank, Bastien ULiège Université de Liège > Master ingé. civ. électr., à fin.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Redouté, Jean-Michel ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Systèmes microélectroniques intégrés
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Bidaine, Benoit








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