Stratégies de commandes vectorielles des moteurs synchrones triphasés à aimants permanents dans le cas de la marche en mode dégradé sur deux phases

Transcription

1 Stratégis commans vctorills s moturs synchrons triphasés à aimants prmannts ans l cas la march n mo égraé sur ux phass Th. abbé, F. Bauart, J.-B. Dmlnn

2 Contxt Nouvll génération systèm contrôl u vctur poussé (TVC un fusé basé sur l mploi s vérins élctromécaniqus Ex.: ancur Vga Motur synchron à aimants prmannts Réuctur vis à bill Sourc : SABCA

3 TVC élctriqu Structur vérins élctro-mécaniqus (EMA élctroniqu contrôl numériqu t puissanc Communication avc l calculatur cntral, boucls régulation, conitionnmnt s capturs, alimntation moturs élctriqus, sourc énrgi (battris

4 4 Comman u motur synchron Battris Régulation principal C. rf régulation Elctroniqu puissanc PMSM Transmission mécaniqu charg Amélioration la fiabilité par l utilisation : architcturs ronants architcturs tolérants aux panns Notr travail s concntr sur la possibilité march n mo égraé sur ux phass

5 5 Architcturs puissanc Battris Régulation principal C. rf régulation Elctroniqu puissanc PMSM Transmission mécaniqu charg

6 6 Solutions consiérés Pont triphasé ponts n H Schéma princip, sans ls ispositifs élimination s partis n éfaut

7 7 Comparaison n trm puissanc installé t complxité Pont triphasé ponts n H Pont triphasé Pont n H Sur ls phass u motur U/ t U t / Nombr transistors 6 Surfac silicium % % % Nombr rivrs 4 6 Génératurs M 4 6

8 8 Comparaison au nivau u fonctionnmnt normal Pont triphasé ponts n H mpact sur la comman n mo normal : on n put pas utilisr l mêm régulatur n march normal avc ponts n H t un onulur triphasé. Problèm s composants homopolairs On s concntr sur la solution u 4 èm bras

9 9 Moélisation élctriqu u motur à aimants prmannts. Msurs s paramètrs. Equations Battris Régulation principal C. rf régulation Elctroniqu puissanc PMSM Transmission mécaniqu charg

10 ntification s paramètrs Msur s f..m. Msur s inuctancs n fonction la position u rotor rotor stator

11 Msurs s forcs élctromotrics ff k & E E & cos & T T cos

12 Msur s inuctancs Effts «saillancs» : ( (

13 Equations la machin ( Alimntation séparé s trois phass U a U c Moèl complt U R ( ( E E t E t E C m ω U b Moèl pour la régulation U R t E E

14 Phass connctés n étoil à nutr isolé Equations la machin ( Moèl complt ( ac a a ac E ( R U ' ' 4 Moèl pour la régulation ( cb c c cb E ( t R U U ac U cb cb ac c a c a cb ac E E t R U U '

15 5 Mis sous form intégral s équations Passag par ls flux Alimntation séparé s phass U R t sφ U ( ( E E ( ( Φ R E E UT Nutr isolé métho similair courants t ifférncs flux inépnants U R Φ E E t Φ U R E E t Φ

16 6 Alimntation par un systèm triphasé tnsions sinusoïals Nutr isolé phass séparés Effts l homopolair

17 7 Stratégis régulation. Fonctionnmnt n march normal. Fonctionnmnt n mo égraé sur phass Battris Régulation principal C. rf régulation Elctroniqu puissanc PMSM Transmission mécaniqu charg

18 Fonctionnmnt n march normal 8

19 9 Fonctionnmnt n march normal s s

20 March n mo égraé Park généralisé

21 March n mo égraé Park généralisé Commnt obtnir la transformation Park généralisé?. Détrminr ls courants optimaux Pas oscillations u coupl Minimisation s prts Joul. Calculr un transformation tll qu i b,opt, i c,opt i, i q cst

22 March n mo égraé Park généralisé Equations ans l omain Park généralisé ( ( ϕ ω ω R q M M U ( ( β α ω ϕ ω f f t R q q q M M U q m i p C ' ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ β α f f c b c b

23 March n mo égraé Park généralisé Equations simplifiés (pour la comman ( ( ϕ ω ω R q M M U q i t i Ri u ( ω ( ( β α ω ϕ ω f f i t i Ri u q q q q q ( ( β α ω ϕ ω f f t R q q q M M U

24 4 March n mo égraé Park généralisé s s

25 March n mo égraé Park généralisé 5

26 March n mo égraé - Concoria moifié Park 6

27 March n mo égraé - Concoria moifié Park Transformation Concoria moifié c b x x x x ' ' β α 7 Diagonalisation la matric s inuctancs Optimisation u paramètr n fonction la quantité harmoniqu M M ' ' ' T T

28 March n mo égraé - Concoria moifié Park q q q q t R Ψ Ψ U ω sin( cos( 8 cos( sin( sin( cos( q q q M Ψ Ψ ( ( 4 sin( sin( 4 cos( cos( q ϕ Ψ ( ( 4 cos( cos( 4 sin( sin( T q m p C ϕ

29 March n mo égraé - Concoria moifié Park Equations obtnus n négligant l inuctanc mutull 9 q q q q R Ψ Ψ U ω sin(4 sin( q i t i Ri u ω ϕ ω cos(4 cos( q q q i t i Ri u ω ϕ ω q q q t R Ψ U ω

30 March n mo égraé - Concoria moifié Park s s

31 March n mo égraé - Concoria moifié Park

32 Elémnts comparaison Park généralisé Concoria moifié Oscillations u coupl - Prts Jouls - Complxité -

33 Etat avancmnt Détrmination xpérimntal un moèl étaillé simulation u motur étuié Etu mos march n égraé Simulation sur un moèl étaillé u motur Détrmination xpérimntal un moèl thrmiqu étaillé limits prformanc n mo égraé

34 4 Conclusion t prspctivs mplantation sur l motur rél la stratégi Concoria moifié Park Etu s avantags qui résultraint un motur à phass magnétiqumnt écouplés Rmrcimnts à la S.A.B.C.A. qui a proposé c travail t pour l soutin fourni.