Fonctionnement et Stratégies de commande des Machines à courant continu

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Julie Paquin
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1 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Pln du cours L motur à cournt continu Trction : Fonctionnmnt motur n xcittion séri Fring : Fonctionnmnt n génértur Couplg multimchins Assoction rdrssur Mcc Assoction hchur Mcc Trction élctriqu duré 2h G. Clrc

2 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd L motur à cournt continu Mis n équtions di u = Rtot Ltot dψ u = Ri dt ψ = 2pN φ p dt u i u Rtot, Ltot Φ i R, L u u M = i C m m σ = φ = M m C ( φ φσ ) ω m m L σ M ( φ φσ ) i i x = J dω dt m Avc 2p nombr d pôls Ψ flux totlisé Φ flux d ntrfr Φ σ flux d ft N p nombr d spirs pr pôls Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 2

3 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Schém fonctionnl Rtot Mx u s.ltot s.j Cm u 2.p.Np.s i R Hyp : on intégré Φ σ dns l crctéristiqu i (Φ ). Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 3

4 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Trction : Fonctionnmnt motur n xcittion séri L inductur t l indt sont montés n séri. Rrh ulc Rtot, Ltot Φ R, L Rsh i Affiblissmnt du flux u d dt = L tot ( u R i R i R ( i i ) u ) lc th tot sh i t dψ dt = R sh i ( R sh R ) i Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 4

5 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Rrh Rtot Mx ulc s.ltot s.j Rsh Cm 2.p.Np.s i R L invrsion du sns d mrch s obtint n invrsnt l cournt d xcittion pr un contctur invrsur Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 5

6 Trction élctriqu duré 2h G. Clrc Fonctionnmnt t Strtégis d commnd 6 2 s m i pm M ( ) Φ = sh sh sh sh rh tot lc m i R R R k i R R R R R R u. ω

7 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 7

8 Fring : Fonctionnmnt n génértur Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Ω E ch Génértric 2 Motur M Motur Génértric 3 4 I En fonctionnmnt motur E.I = M.ω >O En fonctionnmnt génértric E.I = M.ω<O Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 8

9 Fring rhéosttiqu n xcittion séri Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Rrh ulc Rtot, Ltot Φ R, L up u lc = 0 Rsh i L tnsion d préxcittion u p prmt d rédr l tmps d fring. Ell fournit, durnt qulqus dizins d ms l cournt nécssir jusqu à c qu l circt soit utoxcité. L coupl st contrôlé pr Rrh (il diminu lorsqu Rrh ugmnt). Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 9

10 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Rrh Rtot Mx s.ltot s.j Rsh Cm 2.p.Np.s i R Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 0

11 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd mx n Rrh = min } } Rsh=mx Rrh=mx Rsh=min mx n Rsh=mx Rsh=min mx mx n mx mx Trction élctriqu duré 2h G. Clrc

12 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Fring rhéosttiqu n xcittion sépré Rrh ulc Rtot, Ltot Φ R, L Rsh i u d dt dψ dt = L tot = u ( u ( R R ) i ) i tot ( R R sh ) i rh Si l mchin st xcité pr un génértric uxilir ou un bttri, cllsci doivcnt fournir un cournt i importnt sous un tnsion fibl u durnt l totlité du fring. On prnd Rsh = 0. Si l mchin st xcité dps l lign, lors l réglg st ffctué pr Rrh t d Rsh. Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 2

13 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Rrh Rtot Mx s.ltot s.j Rsh Cm u 2.p.Np.s i R Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 3

14 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd M m M m M mmx Rrh=min } i=mx mx { Rrh=min i=mx M mn } Rrh=mx i=min n { Rrh=mx i=min n mx i=min i=mx n mx Trction élctriqu duré 2h G. Clrc mx 4

15 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd uss Fring vc récupértion R Rch R2 ulc Rtot, Ltot Rrh R t R 2 rprésntnt l lign d contct. R ch rprésnt ls utrs consommturs. u lc st l tnsion sur l lign d contct. R, L Rsh i u c u = R sh i R i dψ dt ( R2 Rch )( i ) Rch c = i u ss ( R R ) i R ( i i ) = ch di u i = dt ch ( Rrh Rtot ) Ltot ulc L énrgi u fring st rnvoyé sur l résu n mintnnt un tnsion indt u i supériur à l tnsion présnt sur l lign d contct u lc. L rhéostt st mintnu à un fibl vlur. L coupl d fring st réglé pr l flux, n gissnt sur R sh. Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 5

16 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Rrh uss Rch R2 Rch RRch uc Rtot s.ltot Mx s.j Rsh 2.p.Np.s Cm i R Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 6

17 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd mx i=mx =mx mx i=mx n i=min mx mx mx Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 7

18 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Couplg multimchins : Trnsition séri / prllèl Trnsition pr pont Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 8

19 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Trnsition pr courtcirct Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 9

20 Assoction rdrssur Mcc Fonctionnmnt t Strtégis d commnd L rdrssur st commndé. Il ssur l convrsion ltrntif/continu. On définit l rtrd à l morçg α ntr l momnt où l tnsion ux borns du smiconductur dvint positiv t l instnt d morçg. ulc ut ud Rtot, Ltot Φ R, L AC/DC u Rsh ud Tnsion rdrssé Trction élctriqu duré 2h G. Clrc α ωt 20

21 u cm = commnd f = fréqunc sctur ü = rpport du trnsformtur Zon hchuré = zon d fonctionnmnt Fonctionnmnt t Strtégis d commnd n ub mx n u = u d u t u = t d 2 cosα ( cosα ) Pont complt Pont mixt n R to t M x n u lc 0.9 ü s.ltot M m s.j ω m ucm xp(s/(2.f)) ucmm x u R sh C m Fonctionnmnt n trction 2pN ps i R Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 2

22 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Assoction hchur Mcc L hchur prmt d réglr l tnsion moynn ux borns d l mchin. Il ssur un convrsion Continu/Continu. ulc ub Rtot, Ltot Φ R, L DC/DC u Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 22

23 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd T h = périod du hchur u cm = commnd (vlur mx = u cmmx ) n Zon hchuré = zon d fonctionnmnt i = R tot ub R u = R i dψ dt n n ubmx ω m n di dt i = Rtot Ltot u ulc u Rtot s.ltot Mx s.j ucm xp(s.th/2) ucmmx C m Fonctionnmnt n trction 2pNps i Trction élctriqu duré 2h G. Clrc R 23

24 Fonctionnmnt t Strtégis d commnd Fin du chpîtr Trction élctriqu duré 2h G. Clrc 24

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