Commande vectorielle sans capteur de vitesse d une machine asynchrone double étoile

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1 الجمهورية الجزاي رية الديمقراطية الشعبية Répulque Algéenne Déocatque et Populae Mntèe de l'enegneent upéeu et de la echeche centfque Uneté Haa Benoual de Chlef aculté de Scence et Scence de l Ingéneu Dépateent d Electotechnque MEMOIRE En ue de l otenton du dplôe de Magte en Electotechnque Opton : Entaîneent de ytèe électque Péenté pa El hadj BOUNADJA Ingéneu d'état en électotechnque, Un. HB Chlef THEME Coande ectoelle an capteu de tee d une achne aynchone doule étole Soutenu le 6/5/8, deant le juy copoé de : D.. NEZI Maîte de conféence, ENP Alge Pédent P. M-S. BOUCHERIT Pofeeu, ENP Alge Exanateu P. M. TADJINE Pofeeu, ENP Alge Exanateu P. B. BEMADANI Pofeeu, Un. HB Chlef Rappoteu D. A. DJAHBAR Chagé de cou, Un. HB Chlef Co-Rappoteu Année : 8

2 Reeceent Qu'l e ot d'aod pe de eece et d expe a gattude ene AAH, qu 'a donné la patence et le couage pou que je pue contnue ce taal. Je u patculèeent enle à l honneu que a fat Moneu B. BEMADANI, pofeeu au dépateent d électotechnque de l Uneté HASSIBA BENBOUAI de CHE, d accepte d ête appoteu de ce éoe et pou la confance et l ntéêt qu l a téogné tout au long de la éalaton de ce taal. Je ten égaleent à eece Moneu A. DJAHBAR, Docteu Chagé de cou au dépateent d électotechnque de l Uneté HASSIBA BENBOUAI de CHE, pou ao co-dgé ce taal et aec qu j a eaucoup app dan le doane théoque. Je le eece de tout on coeu pou le tep qu'l 'a conacé. Qu l e ot pe d expe à on coun Moneu M. BOUNADJA, aîte atant chagé de cou au dépateent d électotechnque de l Uneté HASSIBA BENBOUAI de Chlef, a gattude pou on potante patcpaton dan l élaoaton de ce taal. Se fuctueue connaance et expéence ont été pou o une ouce contante de ao. Je ten à expe a ncèe gattude à Moneu. NEZI, Maîte de conféence à l'enp d'alge d ao accepté de péde et d honoe de a péence le juy de outenance du péent éoe. Je ten enute à eece ceux qu ont en oulu 'attele à la loude tâche de la electue de ce éoe, Moneu M-S. BOUCHERIT, Pofeeu à l'enp d'alge et Moneu M. TADJINE, Pofeeu à l'enp d'alge e ncèe et f eeceent d ao accepté d exane ce taal aec ntéêt et de patcpe au juy de outenance. Je ten pa alleu à eece eent tou le enegnant du dépateent de l'électotechnque de l'uneté HASSIBA BENBOUAI de CHE et en patcule le chef du dépateent H. AOUACHE. A cette occaon, je téogne a econnaance à toute peonne ayant adé de pè ou de lon à l élaoaton de ce taal. Que ce éoe ot pou ou tou une peue de a plu pofonde et ncèe econnaance.

3 Dédcace Je déde ce odete Taal en gne de epect et de econnaance : A e paent ; A on époue, la eule peonne qu a patagé aec o le oent d'nquétude. Je la eece énoéent pou la copéhenon et la patence dont elle fat peue duant la pépaaton de ce éoe ; A e pette agéale flle na et Manal ; A e fèe et œu ; A toute la falle BOUNADJA et la falle BERRADIA.

4 Soae Réué et ot clé Soae Notaton et yole Intoducton généale Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole. Intoducton 4. Decpton de la achne aynchone doule étole 5.3 Pncpe de fonctonneent de la achne aynchone doule étole 6.4 Modélaton de la achne aynchone doule étole 7.4. Equaton électque 7.4. Equaton écanque 9.5 Modèle de PARK de la achne aynchone doule étole 9.5. Chox du éféentel d,q.5.. Réféentel lé au tato.5.. Réféentel lé au oto.5..3 Réféentel lé au chap tounant.5. Equaton de tenon.5.3 Equaton de flux.5.4 Equaton écanque.5.5 Modèle d état de la MASDE dan le epèe d,q lé au chap tounant 3

5 .6 Modèle de la MASDE dan le epèe, lé au tato 4.6. Equaton de tenon 4.6. Equaton de flux Equaton écanque Modèle d état de la MASDE dan le epèe, lé au tato 5.7 Réultat de ulaton 6.8 Influence de l angle de calage de deux tenon d alentaton 8.9 Concluon Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole. Intoducton. Decpton du ytèe d alentaton.3 Modélaton du edeeu tphaé 3.4 Modélaton du flte 5.5 Modélaton de l onduleu de tenon à to neaux 6.5. Stuctue de l onduleu à to neaux 6.5. Modélaton du fonctonneent d un a de l onduleu à to neaux Dfféente confguaton d un a d onduleu à to neaux Coandalté de coneteu tatque Coande copléentae Modélaton aux aleu ntantanée Relaton de coneon 3.6 Statége de coande tangulo - nuoïdale à deux poteue Pncpe de la coande tangulo - nuoïdale à deux poteue Caactétque de la odulaton Algothe de la coande 36.7 Réultat de ulaton 38.8 Concluon 4

6 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole 3. Intoducton 4 3. Pncpe de la coande ectoelle Oentaton du flux otoque Coande ectoelle à flux otoque oenté Coande ectoelle decte Coande ectoelle ndecte Coande ectoelle aec découplage pa copenaton Tet de découplage Régulaton de tee de la achne aynchone doule étole Réultat de ulaton Tet de outee Copaaon Concluon 7 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la achne aynchone doule étole 4. Intoducton 7 4. Dfféente technque de coande an capteu de tee Technque d etaton ndecte de tee Relaton d autoplotage Sytèe adaptatf aec odèle de éféence MRAS e oeateu 73

7 4...4 Intellgence atfcelle Technque d'etaton decte de tee Méthode d haonque d encoche Méthode d njecton de gnaux Concept d etateu et d oeateu Etateu Oeateu Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE Etaton de la tee en utlant la elaton d'autoplotage Etaton de la tee à l ade d un odèle écanque Etaton de la tee en utlant la technque MRAS Etaton de la tee pa un oeateu lnéae d ode édut Réultat de ulaton Tet de outee Concluon Concluon généale Concluon généale 3 Annexe Annexe A Paaète de la achne aynchone doule étole 5 Annexe B Tanfoaton de PARK 6 Annexe C Calcul de égulateu 8 Blogaphe Blogaphe 4

8 Notaton et yole Notaton et yole MASDE Machne aynchone doule étole ; S, R Indce epectf du tato et du oto ; OC Coande ectoelle ; DOC Coande ectoelle decte ; IOC Coande ectoelle ndecte ; MRAS Sytèe adaptatf à odèle de éféence ; A S, B S, C Indce coepondant au to phae de l'enouleent tatoque ; A S, B S, C Indce coepondant au to phae de l'enouleent tatoque ; a,,c Indce coepondant au to phae otoque ; d, q, d, q Axe coepondant au éféentelle de PARK ;, Rétance de enouleent tatoque et ; Rétance de l'enouleent otoque ;, Inductance pope de fute tatoque et ; Inductance pope de fute otoque ; Inductance utuelle ente le enouleent et du tato et le oto ;, et, Inductance utuelle ente phae tatoque et otoque ;, Inductance utuelle ente phae de enouleent et du tato ; φ, φ lux tatoque ; φ lux otoque ; φ d ou phd lux otoque u l'axe d ; φ q ou phq lux otoque u l'axe q ; φ lux otoque u l'axe ; φ lux otoque u l'axe ; T Contante de tep otoque ; P Noe de pae de pôle ; C e ou Ce Couple électoagnétque ; J Moent d'nete ;

9 Notaton et yole K f Coeffcent de fotteent ; C Couple étant ; Vtee angulae électque tatoque ; ou w Vtee angulae électque otoque ; gl Vtee angulae électque de gleent ; Ω Vtee écanque du oto ; δ Angle de déphaage ente le deux ytèe d'alentaton du tato; γ Angle de déphaage phyque ente le deux one du tato ; θ Angle ente l enouleent tatoque et l axe d ; θ Angle ente l enouleent tatoque et la peèe phae du oto ; θ gl Angle ente la peèe phae du oto et l axe d ; ou w éf Vtee de éféence ; ou phéf lux otoque de éféence ; C e ou Ceéf Couple électoagnétque de éféence ; Indce de odulaton ; Taux de odulaton ; Tenon ple de phae ; a ou a Couant d'une phae de l'enouleent tatoque ; a ou a Couant d'une phae de l'enouleent tatoque ; K p Paaète de l'acton popotonnelle ; K Paaète de l'acton ntégale ; σ Coeffcent de dpeon ; ˆ lux otoque eté ; ˆ, ˆ, ˆ Copoante, du flux etée pa le odèle en couant ; ˆ Copoante, du flux etée pa le odèle en tenon ; ˆ Vtee angulae électque otoque etée ; ε eeu ente la aleu éelle et la aleu etée. e aute yole utlé ont défn dan le texte.

10 تحكم شعاعي بدون ملتقط السرعة لا لة لامتزامنة ثناي ية الساآن ملخص- يهدف هذا العمل لدراسة تحكم شعاعي بدون ملتقط السرعة لا لة لامتزامنة ثناي ية الساآن. قمنا في البداية با عطاء نموذج له ذه الا ل ة م ع نموذج تغذيتها المتمثلة في مموجين ذوى ثلاثة مستويات. بعد ذلك و من اجل الحصول على ال تحكم الم راد دراس ته تطرقن ا إل ى تفص يل ال تحكم ألشعاعي للا لة باستعمال الطريقة المباشرة وغير المباشرة بتدفق موجه مما مكننا من فك ارتباط العزم الكهرومغناطيس ي والت دفق. ه ذا ال تحكم يحتاج إلى ملتقط ميكانيكي للسرعة الذي يعتب ر هش ا ومكلف ا. لتف ادي ه ذه الس لبية قمن ا بتق دير الس رعة باس تعمال تقنيت ين مختلفت ين. اس تعملنا ف ي التقنية الا ولى نظام ا متا قلم ا ذا نم وذج مرجع ي و ف ي الثاني ة اس تعملنا ملاحظ ا خطي ا مختص را. النت اي ج المتحص ل عليه ا مكنتن ا م ن اس تنتاج أن التحكم ألشعاعي بدون ملتقط السرعة لا لة لامتزامنة ثناي ية الساآن متينة تجاه أي تغير في الحمولة أو تغير في السرعة المرجعية. آلتا التقنيت ين المستعملتين حساستان لتغير خصاي ص الا لة بدرجة متفاوتة وخاصة عند السرعات المنخفضة. آلمات مفتاحية: ا لة لامتزامنة ثناي ية الساآن مموج ذو ثلاث ة مس تويات تحك م ش عاعي تحك م ش عاعي ب دون مل تقط الس رعة مق در ملاح ظ نظام متا قلم ذو نموذج مرجعي. Coande ectoelle an capteu de tee d'une achne aynchone doule étole Réué a achne aynchone doule étole et utlée pou a falté et de egentaton de puance. Cependant, podue une coande an capteu de tee pou cette achne, péente un ntéêt éconoque, péot une dnuton de ut et end le atéel on coplexe. Dan cette étude et en ue d une coande ectoelle an capteu de tee, un odèle de la achne aynchone doule étole et on alentaton copoée de deux onduleu à to neaux, ont été péenté. Vu que le odèle de la achne et foteent couplé, nou aon opté pou une coande ectoelle pa flux oenté. Apè une péentaton de l enele de éthode d'etaton de tee de la achne aynchone extant dan la lttéatue, nou aon applqué deux technque u la MASDE, à ao la tuctue MRAS et l'oeateu lnéae d ode édut. e éultat de ulaton otenu nou ont pe de contate que la coande ectoelle an capteu de tee d une MASDE et oute face aux petuaton de la chage et/ou le changeent de la tee de éféence. e deux technque utlée ont enle aux aaton paaétque à de degé dfféent utout aux ae tee. Mot clé Machne aynchone doule étole MASDE, Onduleu de tenon à to neaux, Coande ectoelle, Coande an capteu de tee, Etateu, MRAS, Oeateu. Senole ecto contol of doule ta nducton achne Atact The doule ta nducton achne DSIM ued fo t elalty and upply don. Howee, to poduce a enole feld-oented contol fo th achne, elnate the eno cale, pode fo ette noe unty and nceae elalty. In th eoy, a odel of the doule ta nducton achne and the thee-leel nete ae deeloped. Condeng the atheatcal odel of the DSIM tongly coupled, we choe a ecto contol y feld oented. Afte an oeew of the tate of at n the etaton of elocty of nducton achne, we appled two ethod to the DSIM, whch ae, the tuctue MRAS and the lnea educed oee. The eult of ulaton otaned enaled u to note that the enole feld-oented contol of the DSIM out face to the uance of the load and/o the change of the efeence peed. Thee two technque ae ente to the paaetc aaton at dffeent degee epecally at low peed. Key wod Doule ta nducton achne DSIM, thee-leel nete, Vecto contol, feld oented contol, enole contol, etato, MRAS, oee.

11 Intoducton généale Intoducton généale a achne à couant contnu état depu longtep la plu utlée pou a capacté de aaton de tee et a gande ouplee de fonctonneent. Sa coande et ple ca le deux gandeu couple et flux ont natuelleent découplée. Néanon, la achne à couant contnu poède de noeux nconénent lé à on collecteu écanque. En effet, le collecteu augente le coût de facaton et d'enteten de la achne et lte on utlaton dan de leux explof et/ou coof. C'et pouquo le checheu e ont oenté e la coande de achne à couant altenatf [Rou 4] [Tal 4] [Ch 5]. En fote puance, le achne à couant altenatf alentée pa de coneteu tatque touent de plu en plu d'applcaton. Ma le contante que uent le copoant de puance ltent la féquence de coutaton et donc le pefoance. Pou peette l'utlaton de copoant à féquence de coutaton plu éleée, l faut egente la puance. Pou ce fae, une de oluton conte à utle de achne à gand noe de phae ou de achne ult-étole. Un exeple de ce type de tuctue et la achne aynchone doule étole [Dah 4] [Ae 5]. Ce achne polyphaée conttuent un potentel édent en aon de leu falté et de leu polté de fonctonneent en ache dégadée. Malgé tou ce aantage, a coande ete aez coplquée copaateent à celle de la achne à couant contnu, ca on odèle athéatque et non lnéae et foteent couplé [Had ]. 'éoluton de la co-nfoatque et la dponlté de oyen de contôle tè apde tel que le DSP, peet aujoud'hu, de éale de algothe tè coplexe de coande pou pende en copte la non lnéaté du odèle de la achne à couant altenatf. Dan le deux denèe décenne, un eo appécale à la coande de achne à couant altenatf a été donné, où l'on peut ngue la coande ectoelle

12 Intoducton généale pa oentaton du flux, la coande decte du couple DTC, la coande non lnéae et la coande pa ode glant. Un on fonctonneent d une coande ectoelle de la achne aynchone doule étole, nécete une nfoaton fale poenant du poceu à contôle. Cette nfoaton peut paen de capteu écanque tee de otaton, poton angulae. Pa alleu, le capteu écanque de tee ont en généal coûteux, fagle et affectent la falté de cette coande. Cependant, a coande an capteu de tee dot ao de pefoance qu ne 'écatent pa top de celle que nou auon eue aec un capteu écanque. Dan ce cade, note étude tate, pncpaleent l'etaton de la tee en utlant quelque technque péentée dan la lttéatue, telle que la technque utlant un ytèe adaptatf à odèle de éféence MRAS et l'oeateu de EUNBERGER d'ode édut en ue d une coande ectoelle an capteu de tee de la achne aynchone doule étole. e péent éoe 'atcule autou de quate chapte. e pee chapte ea conacé à la odélaton de la achne aynchone doule étole en ue d'une alentaton pa coneteu tatque. Au deuxèe chapte, nou péenton la odélaton de l alentaton de la achne qu copote un edeeu, un flte et deux onduleu de tenon à to neaux. Cette odélaton et ue d une ulaton de l aocaton achne-onduleu de tenon à to neaux, aec une analye pectale de la tenon d une phae tatoque. On péentea dan le toèe chapte et en ue de découple la coande de la MASDE, une coande ectoelle decte et ndecte aec oentaton du flux otoque. Dfféent éultat de ulaton eont onté et coenté à la fn de l'étude de cette coande an q'un tet de outee -à- de aaton paaétque et au pont. Dan le quatèe chapte, nou péenteon une coande ectoelle pa oentaton du flux otoque an capteu de tee. Nou allon déeloppe deux appoche pou l'etaton ou l'oeaton de la tee, à ao, une tuctue utlant un ytèe adaptatf à odèle de éféence MRAS et un oeateu lnéae d'ode édut. Pou attete de la outee de la coande, aocée à e tuctue d'etaton

13 Intoducton généale ou d oeaton, une étude ea enée pa ulaton nuéque pou ette en exegue le pefoance tatque et dynaque an otenue lo de aaton paaétque. Ce taal ea clôtué pa une concluon généale à tae laquelle, on expoea le pncpaux éultat otenu et on donnea le pepecte à enage coe ute à ce taal. 3

14 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole. Intoducton a epéentaton de poceu phyque pa de odèle athéatque et une étape tè potante dan l aeeent de ytèe. En effet, afn d élaoe une tuctue de coande, l et potant de dpoe d un odèle athéatque epéentant fdèleent le caactétque du poceu. Ce odèle ne dot pa ête top ple pou ne pa élogne de la éalté phyque et ne dot pa ête top coplexe pou plfe l analye et la ynthèe de tuctue de coande. a achne aynchone doule étole MASDE n et pa un ytèe ple, ca de noeux phénoène coplqué nteennent dan on fonctonneent, coe la atuaton, l effet de peau... etc. [Had ] [Dah 4] [Be 4] [Ae 5]. e odèle électoagnétque de la achne aynchone doule étole et un ytèe à dx équaton dfféentelle dont le coeffcent ont de foncton péodque du tep. a éoluton d un tel ytèe et dffcle. En effet, l utlaton d une tanfoaton e de PARK, qu et un changeent conenale de aale, peet de détoune cette dffculté et d oten un odèle facleent explotale. ojet de ce chapte et de péente le dfféente étape peettant d aout au odèle dphaé de la achne aynchone doule étole et d étude on copoteent pa ulaton aec une alentaton pafateent nuoïdale. 4

15 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole. Decpton de la achne aynchone doule étole a achne aynchone doule étole étudée dan ce pojet et une achne qu copote deux ytèe d enouleent tphaé A, B, C et A, B, C couplé en étole fxé au tato et déphaé ente eux d un angle γ γ 3 et un oto ole copotant to phae a,, c gue. [Had ] [Be 4] [Dah 4] [Ae 5]. e deux ytèe de phae du tato ont alenté pa deux ouce de tenon à féquence et apltude égale a déphaée ente elle d un angle δ δ γ 3 [Had ] [Be 4] [Dah 4] [Ae 5]. gue. Repéentaton de enouleent de la achne aynchone doule étole Hypothèe plfcatce a achne aynchone doule étole MASDE, aec la épatton de e enouleent et a pope géoéte, et tè coplexe pou e pête à une analye tenant copte de a confguaton exacte, l et alo néceae d adopte cetane hypothèe plfcatce [Be 4] [Dah 4] [Ae 5] : - a foce agnétootce céée pa chacune de phae et à épatton nuoïdale; - entefe et unfoe ; - a achne et de conttuton yétque ; 5

16 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole - a atuaton du ccut agnétque, l hytéé et le couant de oucault ont néglgé..3 Pncpe de fonctonneent de la achne aynchone doule étole e couant tphaé de féquence f alentant l enouleent du tato de la achne, donnent naance à un chap tounant à la tee de ynchone N, tel que : Aec: P : le noe de pae de pôle. f N [t/] p e êe couant tphaé a décalé d un angle γ alentant l enouleent du êe tato donnent eux au naance à un aute chap tounant à la êe tee de ynchone N. Ce deux chap tounant podut pa le deux enouleent tatoque ont ndue de couant dan le conducteu du oto, généant an de foce électootce qu feont toune le oto à une tee N nféeue à celle du ynchone N <N, an le effet de l nducton tatoque u le couant ndut otoque e anfetent pa l élaoaton d un couple de foce électoagnétque u le oto tel que l écat de tee ot édut [Ae 5]. On alo que ce deux chap glent pa appot au oto et on défnt ce gleent pa le appot : N N g N e dfféent ode de fonctonneent dépendent de la aleu du gleent. g enage Moteu Généatce Dan note étude, nou nou oe ntéeé au ode de fonctonneent oteu. 6

17 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole.4 Modélaton de la achne aynchone doule étole.4. Equaton électque En tenant copte de la epéentaton de la fgue. et de hypothèe plfcatce ctée c deu, le équaton de la achne écent coe ut [Be 4] [Dah 4] [Ae 5] : d [ ] [ R ][ ] [ ], ac,ac,ac. d,ac,ac, ac. [ ] [ R ][ ] [ ] d,ac,ac.3,ac [ ] [ R ][ ] [ ] [ R ], [ R ], [ R ] Sachant que:,ac,ac,ac,,,,,,,,,.,ac,ac,ac a a,, ac, ac [ ] [ ], [ ], ac c c De êe : [ ], [ ], [ ], ac, ac, ac a c a c a c 7

18 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole 8 [ ] [ ] [ ] c a ac c a ac c a ac,,,,, [ ], [ ], [ ], [ ] [ ] co 3 4 co 3 co 3 co co 3 4 co 3 4 co 3 co co,, γ π γ π γ π γ γ π γ π γ π γ γ [ ] [ ] co 3 4 co 3 co 3 co co 3 4 co 3 4 co 3 co co,, θ π θ π θ π θ θ π θ π θ π θ θ [ ] [ ] co 3 4 co 3 co 3 co co 3 4 co 3 4 co 3 co co,, γ θ π γ θ π γ θ π γ θ γ θ π γ θ π γ θ π γ θ γ θ Aec :,, : Inductance de fute de enouleent tatoque et otoque.,, : Valeu axale de nductance utuelle

19 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole.4. Equaton écanque 'expeon du couple électoagnétque et donnée pa [Be 4]: P ac,, ac, ac dθ dθ d t d t [ ] [ ][. ] [ ] [ ][ ] C e,,., ac.4 'équaton écanque de la achne 'éct : dω J C e C K Ω f.5 e équaton pécédente, an otenu, ont à coeffcent aale entaînant la coplexté de la éoluton du odèle de la MASDE en ue de la coande. On peut éalé un changeent de ae u le gandeu phyque tenon, flux et couant qu condut à une elaton atcelle ndépendante de l angle θ. Ce changeent de ae et appelé tanfoaton de PARK..5 Modèle de PARK de la achne aynchone doule étole a tanfoaton de PARK déeloppée en annexe B, peet de tanfoe le enouleent du tato a,,c en de enouleent équalent de pont de ue électque et agnétque et dpoé elon deux axe d,q pependculae, ce qu et lluté dan la fgue. [Be 4] [Dah 4] [Ae 5]. a copoante hoopolae ne patcpe pa à cette céaton de ote que l'axe hoopolae peut ête cho othogonal au plan d,q. o gue. Repéentaton de enouleent de la MASDE dan le epèe d,q 9

20 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole.5. Chox du éféentel d,q e équaton de la achne aynchone doule étole peuent ête expée dan dfféent éféentel elon la tee attuée au epèe d,q..5.. Réféentel lé au tato, Pou ce type de chox, θ et, ce éféentel et le eux adapté pou taalle aec le gandeu ntantanée..5.. Réféentel lé au oto Dan ce éféentel, la tee électque du epèe d,q et égale à la pulaton écanque du oto.ce éféentel et ole pa appot au oto, utlé pou l étude de ége tantoe dan le achne aynchone et ynchone Réféentel lé au chap tounant Dan ce éféentel, la tee du epèe d,q et égale la tee du chap tounant. Ce éféentel et utlé pou éale le contôle ectoel du fat que le gandeu de églage deennent contnue..5. Equaton de tenon En applquant la tanfoaton de PARK aux équaton.,. et.3 et en choant le éféentel lé au chap tounant, nou otenon le ytèe d équaton uant : d d d. d q d q q. q d d d d. d q d q q. q d d d. d q d q. q d.6

21 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole.5.3 Equaton de flux e elaton ente flux et couant ont donnée pa : d q d q d q d q d q d q d q d q d q d q d q d q d q q d q d.7 Aec : 3 3 : Inductance utuelle cyclque ente oto et tato. : Enouleent tatoque et ont dentque..5.4 Équaton écanque Pou calcule l'expeon du couple ntantané, l et néceae de détene la puance ntantanée. a puance ntantanée aoée pa la achne aynchone doule étole et donnée pa [Be 4]: e t [ ][ ] a a c c aa cc p.8 Et coe la tanfoaton de PARK utlée conee la puance ntantanée, on peut éce: P.9 e d d d d q q q q En ntoduant le ytèe d'équaton.6 dan l'expeon de la puance ntantanée, on otent:

22 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole Pe d q dd dq d d dq d d dd q d d q q d q q d q d q q d d q q d q q d d q d d q d. On contate que la puance ntantanée an déeloppée e copoe de to tee: - e pee tee et dentfale aux pete joule ; - e econd tee coepond à la puance électoagnétque tockée dan le chap. Cette puance et condéée nulle pace que on ne et pa en édence la tanfoaton d'énege ; - e toèe tee epéente la puance électque tanfoée en puance écanque le pete fe ont uppoée néglgeale. a puance peut 'éce ou la foe: P e d q d q q d q d. C e p. d q d q q d q d Il et pole d'oten d'aute expeon du couple ntantané en uttuant le ytèe d'équaton.7 de flux tatoque dan l'expeon., on otent: { } Ce p q q d d d.3 q e couple électoagnétque peut ête dédut à pat du flux otoque: d q d q d q d q d q.4

23 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole 3 q q q q d d d d.5 En ntoduant d et q dan l'expeon.3, on otent: { } d d q q q d e p C Enfn l'équaton écanque de la achne peut 'éce coe ut: { } Ω Ω f e d d q q q d e K C C d J p C Modèle d'état de la MASDE dan le epèe d,q lé au chap tounant En eplaçant le ytèe d équaton.7 dan.6 et apè aangeent on otent le odèle de la achne dan le epèe d,q lé au chap tounant, pou un ecteu d'état[ ] [ ] q d q d q d x et de tenon de coande [ ] [ ] q d q d et tenant copte que le oto de la MASDE et en cout-ccut. Ce odèle et expé pa le ytèe uant : Aec :,. σ, T.6 Modèle de la achne dan le epèe, lé au tato Ω f e d d q q q d e d q q q q q q d d d d d d d d q q q q q q q q d d d d d d d d q q q q q q q q d d d d d K C C d J p c d T T d T T d d d d d d d d d d d d σ σ σ σ σ σ σ σ. ] [ ]. [. ]. [. ]. [. ]. [..7

24 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole 4 e éféentel, et ole pa appot au tato fgue.3, donc le équaton de tenon, flux et écanque aec la conon et tenant copte que le oto de la achne aynchone doule étole étude et en cout-ccut, eon donc:.6. Equaton de tenon d d d d d d Equaton de flux Equaton écanque { } Ω Ω f e e K C C d J p C.

25 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole 5 gue.3 Repéentaton de enouleent de la MASDE dan le epèe,.6.4 Modèle d'état de la MASDE dan le epèe, le au tato En eplaçant le ytèe d équaton.9 dan.8 et apè aangeent on otent le odèle de la achne dan le epèe, lé au tato, pou un ecteu d'état [] [ ] x et de tenon de coande [ ] [ ], expé pa le ytèe uant : Ω σ σ σ σ f e e K C C d J. p c d T T d T T d d. d d d. d d d. d d d. d Aec :, σ, T.

26 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole.7 Réultat de ulaton a ulaton nuéque nou peet de odéle, d'analye et de ule le ytèe aec eaucoup de pécon. De no jou l exte toute une panople de logcel pou le achne électque. Afn de ule la MASDE, nou aon opté pou le logcel MATAB/SIMUINK. a achne aynchone doule étole étude, dont le paaète ont donné dan l'annexe A, et alentée pa un éeau pafateent nuoïdal. a fgue.4 onte le pefoance de la MASDE lo d'un déaage à de. Nou eaquon dan cette fgue l potance de couant tatoque qu peuent ête à l ogne de la detucton de la achne pa échauffeent en ca de épétton excee. Pendant le ége tantoe, le couple et foteent pulatoe. Ce qu explque le ut engendé pa la pate écanque. Apè le ége tantoe qu du enon.8, la achne attent patqueent la tee de ynchone 34 d/, puque la chage et nulle gleent néglgeale. e couple électoagnétque et talé apè une péode de.8 à une aleu qu copene le pete pa fotteent.3 N. lo du fonctonneent à de. e flux otoque attent la aleu de, W, en ége peanent. a fgue.5 onte le pefoance de la MASDE lo d'un déaage à de u d'une applcaton d'une chage nonale C 4 N ente.5 et.5. Nou contaton que le couple et talé à une aleu d enon de 4 N, la tee chute à 97 d/ qu et la tee nonale de la achne, le flux otoque en quadatue et decte ont decteent affecté ce qu eut de qu l y a un fot couplage ente le couple et la tee d une pat et aec le flux otoque d aute pat. 6

27 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole gue.4 Pefoance de la achne aynchone doule étole lo d'un déaage à de gue.5 Pefoance de la achne aynchone doule étole aec applcaton d un couple de chage C 4 N. ente.5 et.5 7

28 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole.8 Influence de l angle de déphaage δ de deux tenon d alentaton Dan la pate pécédente nou aon p l angle de déphaage δ ente le deux ytèe de tenon d alentaton et égale à l angle de décalage phyque γ ente le ytèe de one δ γ3. Dan ce qu ut nou allon étude l nfluence du changeent de l angle de déphaage δ u le copoteent de la MASDE en ulant le couant a, a aoé pa la achne. Alentaton aec un angle de déphaage δ e deux enouleent de la achne aynchone ont uppoé décalée de γ 3, pa conte le deux ytèe de tenon d alentaton étant en phae. a fgue.6 epéente le couant a et a aoé pa la achne : Zoo Zoo gue.6 e couant a et a aoé pa la MASDE à de On eaque que le couant a et a aoé en ége peanent pa la achne ont potant et ont de aleu cête dfféente a A, a A. Alentaton aec un angle de déphaage δ 3 e couant a et a aoé pa la achne ont epéenté u la fgue.7 : 8

29 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole Zoo Zoo gue.7 e couant a et a aoé pa la MASDE à de On eaque que le couant a et a aoé en ége peanent pa la achne ont fale et équlé a a,5 A. Alentaton aec un angle de déphaage δ 45 e couant a et a aoé pa la achne ont epéenté u la fgue.8 : Zoo Zoo gue.8 e couant a et a aoé pa la MASDE à de On eaque que le couant a et a aoé en ége peanent pa la achne ont dééqulé a 5 A, a 5,5 A. 9

30 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole Alentaton aec un angle de déphaage δ 6 e couant a et a aoé pa la achne ont epéenté u la fgue.9 : Zoo Zoo gue.9 e couant a et a aoé pa la MASDE à de On eaque que le couant a et a aoé en ége peanent pa la achne ont potant et ont de aleu cête dfféente a A, a A. Alentaton aec un angle de déphaage δ 9 e couant a et a aoé pa la achne ont epéenté u la fgue. : On eaque que le couant a et a aoé en ége peanent pa la achne ont potant et ont de aleu cête dfféente a 8A, a 3 A. Zoo Zoo gue. e couant a et a aoé pa la MASDE à de

31 Chapte Modélaton de la achne aynchone doule étole.9 Concluon Dan ce chapte, nou aon étudé la odélaton de la achne aynchone doule étole en ue d'une alentaton pa coneteu tatque. Cette odélaton nou a pe d étal un odèle athéatque de cette achne dont la coplexté a été édute oyennant un cetan noe d hypothèe plfcatce. e odèle de la achne aynchone doule étole et un ytèe a dx équaton dfféentelle dont le coeffcent ont de foncton péodque du tep. Afn de plfe ce odèle, nou aon utlé la tanfoaton de PARK. An, le ytèe d'état de la achne a été édut de dx à ept équaton que nou aon aldé à tae une ulaton nuéque. Enfn, nou aon étudé l nfluence du changeent de l angle de déphaage δ u le copoteent de la achne aynchone doule étole et nou aon onté que le elleue pefoance ont otenue pou la confguaton δ γ3. e chapte uant ea conacé à la odélaton de l'alentaton pa onduleu de tenon à to neaux.

32 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole. Intoducton Au cou du pee chapte, on a élaoé un odèle athéatque de la achne aynchone doule étole en ue d'une alentaton pa coneteu tatque, généaleent ce coneteu ont de onduleu de tenon à deux neaux de fale et oyenne tenon et puance. Pou de applcaton de fote puance et haute tenon, on utle généaleent de goupeent d onduleu à deux neaux, d où une coplcaton dan la coande et une augentaton du coût du ytèe. Pou eéde aux dfféent polèe aocé à ce goupeent, une nouelle tuctue d onduleu e à to neaux a été popoée [Be 4] [Tal 4]. Dan ce chapte, on péente la odélaton de l alentaton de la achne aynchone doule étole qu et copoée de deux onduleu de tenon à to neaux coandé pa la tatége tangulo-nuoïdale et d un edeeu à dode u d un flte pae-a alentant le deux onduleu.. Decpton du ytèe d alentaton Pou élaoe la tenon tphaée qu attaque la achne, on fat appel au coneteu tatque délant an de tenon à apltude et féquence églale à pat d'un éeau tandad /38-5Hz.

33 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole extence de deux enouleent tatoque nécete une alentaton pa deux onduleu de tenon dont la coande de la MI et décalée d un angle γ. e deux onduleu ont alenté pa un êe pont à dode dont la tenon de ote et fltée pa un flte pae-a C a tuctue généale de l alentaton de la MASDE et epéentée u la fgue. : θ Coande MI Redeeu A Dode I T R E Onduleu de tenon Onduleu de tenon MASDE Coande MI θ - γ gue. Stuctue généale de l alentaton de la MASDE.3 Modélaton du edeeu tphaé e chéa de pncpe d un pont edeeu à dode et lluté u la fgue. [Had ] [Tal 4]: I ed D D D 3 V ed D D D 3 3 gue. Schéa d un pont edeeu tphaé 3

34 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole a équence de conducton de dode : D : Condut ax ;,, 3 ; j,, 3 ' D : Condut n j ;,, 3 ; j,, 3 Pendant chaque ntant, la tenon de ote du edeeu et : j V ed. k Aec : k ax, n, Pa conéquent :,, 3 3 Ved ax j n j ; j,,3. e chéa de la fgue.3, onte l allue du ytèe de tenon tphaée,, 3 à l entée du pont edeeu an que la tenon edeée ed à la ote de celu-c. gue.3 e tenon d alentaton et la tenon edeée a aleu oyenne de la tenon edeée et donnée pa : V edoy 3 3 Vax.3 π 4

35 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole.4 Modélaton du flte Ente le pont edeeu et le deux onduleu de tenon, on nèe un flte C pae-a coe le onte la fgue.4 [Had ] [Tal 4]: I ed f I f V ed C f V f gue.4 Schéa du flte C Ce flte et odélé pa le équaton uante : di V ed f dv f I C f ed ed V f I f.4 a foncton de tanfet du flte et donnée pa la elaton uante [Tal 4] : V f V C ed f f.5 C et une foncton du deuxèe ode dont la féquence de coupue et [Tal 4] : f C.6 C f f e chox de aleu de l nductance et de la capacté, peut ête otenu en poant la conon ple qu conte à élne le haonque d ode upéeu ou égal a deux. On dea cho f C f ' ; où f ' 6 f et la féquence de la tenon edeée V ed et f la féquence du éeau. On dédut que f C f > C f 5µ, on a f H. H, pou un chox de 5

36 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole a tenon du flte choe et llutée pa la fgue.5: gue.5 Tenon de ote du flte.5 Modélaton de l onduleu de tenon à to neaux.5. Stuctue de l onduleu à to neaux onduleu tphaé à to neaux, e copoe en to a et deux ouce de tenon contnue. Chaque a de l onduleu et conttué de quate pae dode tanto, GTO, ou IGBT péentant chacune un nteupteu dectonnel en couant, et deux dode édane peettant d ao le neau zéo de la tenon de ote de l onduleu. e pont leu de chaque a et elé à une alentaton contnue. a fgue.6 donne une epéentaton chéatque de cet onduleu [Be 4] [Tal 4]. f T D T D T 3 D 3 DD DD DD 3 c T D T D T 3 D 3 f f a c I a I I c T 3 D 3 T 3 D 3 T 33 D 33 DD DD DD 3 c T 4 D 4 T 4 D 4 T 34 D 34 f V a V V c gue.6 Stuctue généale de l onduleu tphaé à to neaux 6

37 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole e tenon c et c ont de tenon contnue dan le ca déal, c et c ont égale, V f c'et à de : c c..5. Modélaton du fonctonneent d un a de l onduleu à to neaux a yéte de la tuctue de l onduleu à to neaux peet leu odélaton pa a fgue.7. On défnt en pee leu le odèle gloal d un a an à po u la coande, enute on dédut celu de l onduleu coplet. f T k D k k DD k c T k D k k f f K k T k3 D k3 k3 DD k c T k4 D k4 k4 f gue.7 Stuctue d un a d onduleu à to neaux ouetue et la feetue de nteupteu dépendent de [Be 4] [Tal 4]: a coande extene l ode d aoçage ou de locage du e-conducteu - coandale T k. Une coande ntene défne pa le gne du couant du a et de tenon aux one du e-conducteu..5.. Dfféente confguaton d un a d onduleu à to neaux Une analye topologque d un a onte cnq confguaton pole pou ce dene qu ont péentée pa la fgue.8. e taleau. donne le gandeu électque caactéant chacune de ce confguaton aec ogne de potentel et ko le potentel du nœud k [Be 4] [Tal 4]. 7

38 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole a confguaton Gandeu électque E ko E K C E K E 3 K C E 4 K Taleau. Gandeu électque pou chacune de confguaton d un a k TD K TD K C c DD K TD K K K C c DD K K TD K K C c TD K3 C c TD K3 DD K TD K4 DD K TD K4 a confguaton E a confguaton E TD K TD K C c DD K K TD K K C c DD K K TD K K C c TD K3 C c TD K3 DD K TD K4 DD K TD K4 a confguaton E a confguaton E 3 TD K C c DD K K TD K K C c TD K3 DD K TD K4 a confguaton E 4 gue.8 e confguaton d un a de l onduleu à to neaux 8

39 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole.5.. Coandalté de coneteu tatque Un coneteu tatque et en ode coandale le tanton ente e dfféente confguaton dépendent unqueent de la coande extene et non plu de coande ntene. Nou uppoeon dan la ute que cette conon et toujou éfée [Be 4] [Tal 4] Coande copléentae Pou éte de cout-ccut de ouce de tenon pa conducton, et pou déle le to neaux de tenon déée, on dot le fae fonctonne en on ode coandale. To coande copléentae peuent ête applquée u un a d onduleu à to neaux [Be 4] [Tal 4]: G G K 3 K 4 G G K K ; G G K K 4 G G K K 3 ; G G K 4 K 3 G G K K.7 Aec : G k la coande de la gâchette du thyto T k du a k. Il a été déonté que la toèe coande et celle qu donne le to neaux de tenon c, et c. e taleau., onte l exctaton de nteupteu de l onduleu tphaé à to neaux [Be 4] [Tal 4] : G k G k G k3 G k4 ko - c nconnue c Taleau. Tale d exctaton de nteupteu de l onduleu tphaé à to neaux Afn d ao la coandalté totale de l onduleu à to neaux, on dot élne le ca qu donne une épone nconnue. En taduant cette coande copléentae pa le foncton de connexon de nteupteu du a K, on toue : 9

40 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole K K K 4 K 3.8 On défnt la foncton de connexon du de-a notée Aec : K. pou le de a du haut conttué de TD pou le de a du a conttué de TD K3 K et et TD TD K4 K e foncton de connexon de de-a expent au oyen de foncton de connexon de nteupteu coe ut : K K K K 3 K K Modélaton aux aleu ntantanée e potentel de nœud a,, c de l onduleu tphaé à to neaux pa appot au pont leu, ont donné pa le ytèe uant [Be 4] [Tal 4]: ao o co C 3 C 3 C 3 4 C C 34 C. En ntoduant le foncton de connexon de de-a, on aua : ao o co c c 3 c c c 3 c. e tenon ple de ote de l onduleu e déduent en foncton de potentel de nœud pa appot au pont leu pa la elaton uante : a c ao ao ao o co o co o co. 3

41 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole 3 A pat de elaton. et., on otent le ytèe atcel lant le foncton du de - a de l onduleu aux tenon ple aux one de la MASDE : c c c a.3 Dan le ca où f C C V, la elaton.3 e édut à : f c a V.4 D apè le ytèe.4, On contate égaleent que l onduleu à to neaux coepond à la e en ée de deux onduleu à deux neaux. un conttué de de - a du haut et alenté pa f V, et l aute foé de de - a du a et alenté pa f V. e dfféente tenon copoée expent à l ade de foncton de de-a coe ut :. 3 3 f ca c a V.5 An, le couant d entée f, f et f expent en foncton de couant de chage a, et c pa le elaton uante : c a c c a f c a f Relaton de coneon Coe pou l onduleu tphaé à deux neaux, on défnt de elaton de coneon ple et copoée [Ae 5] [Be 4] [Tal 4].

42 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole 3 a- Relaton de coneon ple [ ] c a C C fo f f c a N t..7 [ ] N t On appellea [ ] t N la atce de coneon ple. - Relaton de coneon copoée [ ] c a C C fo f f ca c a M t..8

43 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole Aec : [ M t ] [ ] 3 On appellea M t la atce de coneon copoée. 3.6 Statége de coande tangulo - nuoïdale à deux poteue e pogè technologque écent dan le doane de dpotf à e conducteu, coe le tanto de puance et GTO ont ouet un lage doane d'applcaton de technque de odulaton de lageu d'pulon MI dan le contôle de la tenon de ote de coneteu tatque. 'eplo de cette technque et patculèeent ntéeant dan le ca d'onduleu tphaé aocé à de achne à couant altenatf, endant pole le contôle en apltude et en féquence de tenon de ote de l'onduleu. Il nou pote c de o de quelle anèe le gnaux de coande de l onduleu ont élaoé pou génée une ouce de tenon la plu nuoïdale pole. Pou cela, dfféente tatége de coande de l onduleu de tenon à to neaux ont été étudée. Dan ce taal, on e ltea à la péentaton d une eule tatége qu et la coande tangulo- nuoïdale à deux poteue polae. analye de cette denèe ea aée u le taux d haonque de tenon de ote..6. Pncpe de la coande tangulo - nuoïdale à deux poteue Pou détene en tep éel le ntant de feetue et d ouetue de nteupteu, on fat appel à l électonque de coande analogque ou nuéque. a odulaton de lageu d pulon MI nou peet cette détenaton. e pncpe conte à utle le nteecton d une onde éféence ou odulante qu et l age de l onde de ote qu on eut oten généaleent nuoïdale, aec deux poteue tangulae polae, d où l appellaton tangulo nuoïdale [Be 4]. 33

44 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole a fgue.9 péente le pncpe de cette tatége. δ V ax Généaton d onde de éféence V ef V ef V ef3 Algothe de coande G G G 3 coande de ae de e conducteu de l onduleumasde Vtee Généaton d un gnal tangulae à deux poteue polae gue.9 Pncpe de la coande tangulo nuoïdale à deux poteue polae.6. Caactétque de la odulaton Dan le ca d une éféence nuoïdale, deux paaète caactéent la odulaton [Be 4] [Tal 4][a 95]: Indce de odulaton : égal au appot de la féquence f p de la poteue à la féquence f de la éféence f p ; f Taux de odulaton : égal au appot de l apltude V de la tenon de éféence à l apltude V p de la poteue V V. D odnae la odulaton et ynchone, c'et-à-de que f p et un ultple de f ente, elle et e aynchone dan le ca contae. e tenon de éféence de l onduleu tphaé qu peettent d oten un ytèe de tenon tphaée équlée decte ou nee an que le poteue tangulae ont défne coe ut : p 34

45 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole ef ef ef 3 V V V nt π n t 3 π n t 3 t c 4. Tp t t c 4. 3 Tp Tp t p t p p Tp t TP t T p.9. a fgue. onte le dfféent gnaux de la tatége tangulo nuoïdale à deux poteue polae. gue. le dfféent gnaux de la tatége tangulo nuoïdale à deux Poteue polae Algothe de la coande algothe de coande de la tatége tangulo nuoïdale à deux Poteue polae et une conéquence de la caactétque qu un onduleu à to neaux et une e en ée de deux onduleu à deux neaux. Pou un a k de l onduleu à to neaux, cet algothe e éué aux deux étape uante : 35

46 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole 36 Etape : détenaton de tenon nteédae k, k < < c k p efk k p efk k p efk c k p efk. Etape : détenaton du gnal k et le ode de coande G k de nteupteu. Aec : k k k Et : 3 4 k k k k G G G G e fgue.,. et.3 epéentent la tenon d une phae de l onduleu tphaé à to neaux et on pecte d haonque epecteent pou 9, et aec.8 et f 5 Hz. a fgue.4 epéente le taux d haonque en foncton du taux de odulaton pou 6. ; ; ; k k c k k k k k k c k G G G G G G

47 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole gue. a tenon ple et on pecte de l onduleu à to neaux coandé pa la tatége tangulo - nuoïdale à deux poteue polae 9,.8 Va V Taux/fondaental Tep Rang de haonque gue. a tenon ple et on pecte de l onduleu à to neaux coandé pa la tatége tangulo - nuoïdale à deux poteue polae,.8 Va V Va V Taux/fondaental Tep Rang de haonque Taux/fondaentale Taux/fondaental gue.3: a tenon ple et on pecte de l onduleu à to neaux coandé pa la tatége tangulo-nuoïdale à deux poteue polae,.8 Tep Rang de haonque gue.3 a tenon ple et on pecte de l onduleu à to neaux coandé pa la tatége tangulo - nuoïdale à deux poteue polae,.8 37

48 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole gue.4 e caactétque de ote de l onduleu de tenon à to neaux coandé pa la tatége tangulo - nuoïdale à deux poteue polae pou 6. A tae ce fgue, nou contaton que pou toute le aleu de l'ndce de odulaton l y a une yéte dan la tenon ple a pa appot au quat de a péode, donc eul le haonque pae extent et e egoupent en falle centée autou de féquence ultple de f. a peèe falle centée autou de f et la plu potante du pont de ue apltude. 'augentaton de l'ndce de odulaton peet de poue le haonque e de féquence éleée et donc facleent flté. e taux de odulaton peet un églage lnéae de l apltude du fondaentale de à f fgue.4.e taux d haonque dnue quand augente fgue.4..7 Réultat de ulaton e fgue.5 et.6 epéentent le pefoance de la condute de la achne aynchone tphaée doule étole alentée pa deux onduleu à to neaux coandé pa la tatége tangulo-nuoïdale à deux poteue polae epecteent lo d un déaage à de et lo de l applcaton d un couple de chage C 4N. ente.5 et.5. e couple électoagnétque ae d aod d une façon uque au déaage de la achne dépaant le 8 N. enute e tale en ége étal apè.7. Pou une petuaton de couple de 4 N., nou eaquon une dnuton de la tee de otaton. e flux otoque en quadatque et decte ont decteent affecté ce qu onte qu l y a un fot couplage ente le couple et la tee d une pat et aec le flux otoque d aute pat. a tee attent a aleu de éféence 34 ad/ au out de.6. 38

49 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole Zoo Zoo gue.5 Pefoance de la condute de la MASDE alentée pa deux onduleu à to neaux coandé pa la tatége tangulo nuoïdale à deux poteue polae à de Zoo Zoo gue.6 Pefoance de la condute de la MASDE alentée pa deux onduleu à to neaux coandé pa la tatége tangulo nuoïdale à deux poteue polae aec applcaton d un couple étant ente.5 et.5 C4N. 39

50 Chapte Alentaton de la achne aynchone doule étole.8 Concluon Dan ce chapte, on a élaoé un odèle athéatque de fonctonneent de l onduleu tphaé à to neaux, pou ce la nou aon défn le dfféente confguaton pole d un a de cet onduleu. En ue de la coande de l onduleu tphaé à to neaux, nou aon défn une coande copléentae optale pou un fonctonneent totaleent coandale. Pa la ute, on à onté qu en utlant le foncton généatce, on a aoutt à un odèle hoogène où toute e gandeu ont contnue. utlaton de foncton de connecton de de a de l onduleu à to neaux, nou à pe de onte que ce dene et équalent à deux onduleu à deux neaux en ée. An, nou aon déeloppé une tatége de coande MI de l onduleu à to neaux qu et la tatége tangulo nuoïdale à deux poteue polae. étude de caactétque de la tenon de ote de l onduleu, pou cette tatége a onté qu elle péente de haonque fale. e haonque de la tenon e egoupent en falle centée autou de féquence ultple de f. onduleu a to neaux à l aantage d ête coandé aec deux poteue et appote de ce fat une aéloaton du taux d haonque. e chapte uant ea conacé à la coande ectoelle pa flux oenté de la achne aynchone doule étole alentée pa deux onduleu de tenon à to neaux coandé pa la tatége tangulo nuoïdale à deux poteue polae. 4

51 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole - 3. Intoducton Dan une achne à couant contnu à exctaton épaée, le ecteu de la.m.m de l ndut foe un angle dot aec le ecteu du flux nducteu. Cet angle ete dot quelque ot la chage et la tee de otaton. e couple et donc popotonnel au flux nducteu et au couant d ndut. An, nou antenon le flux nducteu contant coe dan le ca d une achne à couant contnu à exctaton épaée, le couple et decteent popotonnel au couant d ndut. Cec jutfe le onne pefoance dynaque de la achne à couant contnu [Gan 5] [Dah 4] [Ta 6]. Dan une achne aynchone, l angle ente le chap tounant tatoque et le chap tounant otoque ae en foncton de la chage et de la tee de gleent, ce qu pooque de nteacton coplexe et de épone ocllatoe. Blachke a popoé une éthode, e «coande ectoelle», peettant d oten une tuaton pou la achne aynchone équalente à celle de la achne à couant contnu. e ecteu couant tatoque et décopoé en deux copoante, l une contôle le flux et l aute contôle le couple [Had ]. Ce chapte ea conacé à l étude du pncpe de la coande ectoelle d une achne aynchone doule étole, an que le dfféent pocédé d oentaton du flux, on e popoea pa la ute de dfféente éthode de coande, à ao, la éthode decte et ndecte. 4

52 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole Enfn de ulaton de l applcaton de la coande ectoelle decte et ndecte u la achne aynchone doule étole alentée pa deux onduleu de tenon à to neaux coandé pa la tatége tangulo - nuoïdale à deux poteue polae eont péentée. 3. Pncpe de la coande ectoelle a coande pa flux oenté et une expeon qu appaaît de no jou dan la lttéatue tatant le technque de contôle de achne électque à couant altenatf, dont le pncpe de ae nou aène à une noton éléentae et potante de l électoagnéte. A ao ; la foce execée u un conducteu, pacouu pa un couant et ou à un chap agnétque, et égale au podut ectoel du ecteu couant pa le ecteu chap. Il en éulte, édeent, que l apltude de cette foce ea axale loque le ecteu couant et pependculae au ecteu chap [Gan 5] [Dah 4] [Ae 5] [Be 4]. Pou la achne aynchone MAS, le pncpe d oentaton du flux a été déeloppé pa Blachke au déut de année oxante dx. Il conte à oente le ecteu flux uant l un de axe du epèe d,q, afn de ende le copoteent de cette achne lae à celu d une achne à couant contnu à exctaton épaée où le couant nducteu contôle le flux et le couant d ndut contôle le couple. Il agt donc de place le éféentel d,q de ote que le flux ot algné u l axe dect d. An, le flux et coandé pa la copoante decte du couant et le couple et coandé pa l aute copoante [Gan 5]. a coande d une achne à couant contnu et effectuée pleent en plotant deux couant contnu. Pa conte, le ca d une achne aynchone doule étole et eaucoup plu dffcle ca l faut plote cnq gandeu, quate couant dect et en quadatue ou quate tenon tatoque dect et en quadatue et la féquence de ce gnaux. o de la odélaton de la achne aynchone doule étole dan un éféentel lé au chap tounant, le éféentel d-q et le chap tatoque, otoque et d entefe de la achne tounent à la êe tee [Dah 4]. oentaton de l un de ce to chap uant l axe d du éféentel conttue le pncpe de ae de la coande pa oentaton du flux coande ectoelle. Cette oentaton peet de tanfoe l expeon du couple électoagnétque à une foe lae à celle de la achne à couant contnu fgue 3. 4

53 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole d q Découplage d - q I a MCC I f MASDE Indut Inducteu d q Découplage d - q - - C e K. d d. q q C e K. I a. I f Copoante du couple Copoante du flux gue 3. Analoge aec la achne à couant contnu à exctaton épaée Dan la lttéatue, nou touon plueu type d oentaton, à ao l oentaton du flux otoque, l oentaton du flux tatoque et l oentaton du flux d entefe. Dan note taal, nou nou ntéeon à l oentaton du flux otoque ue qu elle et la plu facle à ette en oeue pa appot aux aute. 3.3 Oentaton du flux otoque e pncpe d oentaton conte à algne le flux otoque u l axe dect du epèe de Pak. Il et lluté pa la fgue 3. : d a d A θ θ gl θ d q q gue 3. Pncpe d oentaton du flux otoque An, nou otenon pou l'oentaton du flux otoque :, 3. d q 43

54 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole 44 A pat du ytèe d équaton.7 et apè aangeent on otent le ytèe 3. : Ω σ σ σ σ σ σ σ σ f e d d q q q d e d q q q q q d d d d d d d q q q q q q q q d d d d d d d d q q q q q q q q d d d d d K C C d J. ] [ p C d T T d T T ]. [ d d. d ]. [ d d. d ]. [ d d. d ]. [ d d. d Aec :,. σ, T En poant la conon du flux otoque 3., au ytèe d'équaton du odèle de la MASDE 3., on aoutt au ytèe 3.3 uant : Ω Ω σ σ σ σ σ σ σ σ f e q q e q q d d d d q q q q q q d d d d d d q q q q q q d d d d K C C d J. [ p C T d T T ]. [ d d. ]. [ d d d. ]. [ d. d ]. [ d d. d Aec :,. σ, T e ytèe d'équaton 3.3 onte qu on peut ag ndépendaent u le flux otoque et le couple électoagnétque e C pa l nteédae epecteent de copoante d d et q q de couant tatoque

55 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole Afn d aue un contôle du couple et de pouo foun à tout ntant un couple axal, le flux et antenu à a aleu nonale. Pa conte le équaton de tenon,, et d d q q ontent un découplage ndéale, ce qu nécete l utlaton d un ccut de découplage lo de l plantaton de la coande. En tenant copte que et antenu contant à a aleu nonale, au ége étal d nou aon, alo le ytèe 3.3 deent [Dah 4] [Be 4] [Ae 5] : d d d d gl d q q q d d d d d gl d q q q d d T d d gl q q T. C e p... q q d J. C e C k f. Aec :, T q q Coande ectoelle à flux otoque oenté a pncpale dffculté de la e en oeue de la coande ectoelle de la achne aynchone doule étole pa le a du odèle 3.4, éde dan la détenaton de la poton et l apltude du flux otoque θ,, ca ce deux gandeu ne ont pa facleent euale. O, la connaance de ce deux gandeu et néceae pou contôle le ége dynaque de la achne [Ta 6][Gan 5][Dah 4][Ae 5][Be 4]. Suant l appoche utlée pou ao une oentaton de chap, deux pncpale éthode de la coande ectoelle peuent ête nguée, à ao :. a éthode decte en angla : Dect eld Oented Contol ou DOC ;. a éthode ndecte en angla : Indect eld Oented Contol ou IOC. 45

56 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole 3.4. Coande ectoelle decte Dan la coande ectoelle decte, la connaance du flux otoque odule et aguent et eque pou aue le découplage ente le couple et le flux. En effet, la poton du flux otoque θ et calculée algéqueent à pat de l nfoaton u le flux otoque fgue 3.4 et 3.5. Condéon le dagae ectoel uant : a d d S S A θ θ gl θ q gue 3.3 Dagae ectoel pou la coande ectoelle decte S le flux otoque ont connu eué ou eté, le odule et la phae du ecteu du flux otoque ont donné pa [Cha 5]: θ actg 3.5 Aec:, epéentent le copoante du flux otoque u le éféentel, lé au tato. Ce copoante peuent ête expée à pat du odèle en tenon ou le odèle en couant de la achne aynchone doule étole : [ [ σ σ d d d d ] ]

57 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole Ou : Aec : T [ T [ T. T T ] ] 3.7 Pou la achne aynchone doule étole, le flux agnétant peut ête, ot eué decteent à l ade de capteu aé u l effet Hall, ot eté à pat de gnaux de tenon et de couant tatoque. Pou cette éthode, le flux otoque e dédut à pat du flux agnétant ou du flux tatoque en utlant le elaton électoagnétque de la achne. a. Meue du flux otoque : Afn de détene la poton et l apltude du flux otoque, l dée de Blachke et de eue le flux agnétant dan la achne à l ade d un onage uppléentae ou d un capteu à effet Hall pécédeent placé ou le dent du tato, ce qu nécetent une contucton pécale de la achne [Cha 5]. Enute, calcule le flux otoque en utlant le gandeu an euée. Ce dpotf ont écanqueent fagle et ne peuent pa taalle dan de conon éèe coe le aton et le échauffeent. nconénent de cette éthode et qu elle nécete un capteu de flux pécal. O, cette ntallaton n et pa pole pou le oteu coecaux. An, le oteu ped e pncpaux aantage tel que la outee et la plcté de contucton [Ta 6]. Capteu à effet Hall Calcul Algque Actg θ gue 3.4 Meue du flux otoque 47

58 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole. Etaton du flux otoque : Vu le nconénent lé à l ntoducton de capteu eant à eue le flux otoque, on popoe une éthode e aant u le odèle dynaque du flux qu nou peet l etaton du flux otoque à pat de gandeu facleent euale tel que le tenon, le couant et la tee de otaton. Pou cette éthode, on ntège le tenon tatoque et le couant pou calcule le flux tatoque. Enute, on calcule le flux otoque à pat du flux tatoque. Equaton 3.6 Calcul Algéque Actg Equaton 3.5 θ gue 3.5 Etaton du flux otoque a falee de cette technque éde dan la néceté d'ete le odule du flux otoque et a poton aec une gande pécon. O cette etaton et enle aux aaton paaétque [Cha 5], d'où l'potance d'un oeateu oute du flux otoque -à- de ncettude paaétque. Quant la aleu etée d'un paaète dffèe de a aleu éelle, le flux eté du oto et alo dfféent du flux éel. 'oentaton du flux otoque n'et plu gaante. Dan ce ca, le ytèe deent couplé Coande ectoelle ndecte Dan la coande ectoelle ndecte, la poton du flux otoque et calculée pa adon de la poton de la féquence de gleentθ gl, calculée à pat de coande du couple et du flux, aec la poton du otoθ. e calcul de θ et lluté pa la fgue 3.6. e pncpe de cette éthode de coande oet l utlaton de l apltude du flux otoque. Cependant, l utle a poton calculée en foncton de gandeu de éféence,,,, en condéant que le ége peanent et étal [Ae 4]. d q d q 48

59 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole Cette éthode péente l aantage qu elle oet le eon de la eue ou de l etaton du flux otoque. a pocédue conte à éoude nuéqueent l équaton 3.8 uante : θ 3.8 Sot: dθ q q T 3.9 Etant donné que le flux et ég pa la cnquèe équaton du ytèe 3.4, c'et-à-de: d T d d 3. En ége peanent, l'équaton 3. donne. Donc, l'équaton 3.9 deent : d dθ T q d q d 3. d q d q T q d q d gl θ gue 3.6 Méthode ndecte de la coande ectoelle ntéêt de cette éthode et d utle unqueent de gandeu de éféence qu ne ont pa utée. En effet, à pat d un couple électoagnétque de éféence C e et du flux de éféence, le couant de éféence,,, e déduent decteent pa le a de équaton du ytèe 3.4, ot : d q d q d q d q T C e P d 3. 49

60 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole 3.5 Coande ectoelle aec découplage pa copenaton Afn d éte le couplage ente le quate peèe équaton du ytèe 3.4, nou utlon une éthode de copenaton qu a pou ut d annule le tee de couplage. Cette éthode conte à fae la égulaton de couant en néglgeant le tee de couplage. Ce dene ont ajouté à la ote de coecteu de couant pou oten le tenon de éféence néceae pou le églage [Dah 4.]. e tee uppléentae ont détené de ote que le tenon etante oent en elaton du pee ode aec le couant coepondant fgue 3.7. On ntodut pou découple, quate nouelle gandeu ndépendante d, q, d, q telle que: d q d q d q d q e e e e d q d q 3.3 Aec : e e e e d q d q q d q d gl gl 3.4 e tenon de éféence ont alo econttuée à pat de d, q, d et q tenon d, q, d et q. Nou défnon an un noueau ytèe pou lequel le acton u le axe d et q ont découplée : d q d q.. d q.. d q dd. dq. dd. dq

61 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole e ytèe 3.5 peut ête ééct coe ut: d q d q Aec: [ [ [ [ S] S] S] S] d q d q, et S d 3.6 d q d. S. S. S d q d q. S q gue 3.7 Coande découplée e deux enouleent tatoque ont dentque, donc le puance foune pa le deux ytèe d'enouleent ont égale, d'où : d q d q T S C e 3.7 Pou un découplage pafat, on ajoute le oucle de égulaton de couant d, q, d et q alo on otent à leu ote le tenon d, q, d, q. e calcul de égulateu de couant tatoque et expoé dan l'annexe C. e chéa de fgue 3.5 et 3.6 epéentent le pncpe de églage en cacade applqué à la achne aynchone doule étole pou éale la coande ectoelle pa la éthode decte et ndecte. 5

62 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole C e - ε.. Rég-φ d q q d - q q Rég- q Rég- q Rég- d e q q q - ε ε - d ε Rég- d - d d ε d q e e e d d q d q d θ PARK Inee PARK Inee θ γ a c a c gue 3.8 Schéa loc de la égulaton éthode decte C e.. q q ε - q - ε Rég- q q Rég- q q e q q d θ PARK Inee a c T S d d q e q ε d - Rég- d d e d ε Rég- d d - q d PARK Inee a c d e d θ γ gue 3.9 Schéa loc de la égulaton éthode ndecte Dan la coande conentonnelle, le flux otoque φ et le couple électoagnétque C e ont contôlé pa de coecteu de type PI [Nah ] [Bag 99]. En tenant copte de l alentaton en tenon de la MASDE, le gandeu de coande ont le tenon d, q, d, q, et la pulaton de gleent gl. 5

63 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole Pou la pate onduleu, le tenon tatoque de éféence,,,,, a c a c ont calculée pa la tanfoaton nee de Pak à pat de gandeu,,,, θ d q d q. a potonθ, néceae pou la tanfoaton de Pak, et calculée à l ade de l une de deux éthode expoée pécédeent. An, nou pouon enage le deux chéa de pncpe de la égulaton en oucle ouete de la MASDE pa : ˆ θˆ C e - dq DOC dq dq dq θˆ ˆ dq dq ac dq ac θˆ -γ Etateu ac ac Onduleu à MI Onduleu à MI V ac V ac ac ac ac MASDE gue 3. coande ectoelle decte à flux otoque oenté de la MASDE Réglage en oucle ouete θ C e IOC dq dq dq ac dq ac ac ac Onduleu à MI Onduleu à MI ac ac ac ac MASDE dq dq θ θ γ ac dq θ gue 3. Coande ectoelle ndecte à flux otoque oenté de la MASDE Réglage en oucle ouete 53

64 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole 3.6 Tet de découplage Pou éfe l effcacté de la éthode de découplage an péentée découplage pa copenaton, nou aon pocédé à la ulaton nuéque de deux type de coande ectoelle decte et ndecte. Pou ce ulaton, nou aon uppoé, pooeent, que toute le aale d état et de ote de la achne ont accele. e ulaton péentée dan cette ecton ont effectuée u une achne aynchone doule étole alentée en tenon, dont le paaète ont entonné dan l annexe A. Afn de onte la qualté du découplage ente le flux otoque électoagnétquec e et le couple, nou aon lluté, dan le fgue 3. et 3.3, le épone de flux d et q, le couple C e et le couant q. Nou eaquon que le flux otoque et églé à a aleu de éféence aleu nonale. e couple ut a aleu de éféence et ete popotonnel au couant q. Cependant, le épone de la coande ectoelle ndecte ont un peu lente et péentent de ége tantoe ollatoe pa appot à celle de la coande decte. Ce éultat ontent que la éthode adoptée et un outl effcace pou la éalaton de la coande en tee de la achne aynchone doule étole. gue 3. Oentaton du flux otoque pa la éthode decte 54

65 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.3 Oentaton du flux otoque pa la éthode ndecte 3.7 Régulaton de tee de la achne aynchone doule étole Il et en connu que la égulaton de tee de achne aynchone aec de coecteu PI ne peet pa d oten de tè onne pefoance loque la congne de tee ae condéaleent dépaeent potant de la épone de tee. En effet, lo d une aaton potante de la congne de tee, le coecteu PI e toue deant un écat potant, ce qu pooque une fote acton popotonnelle du coecteu qu e tadut pa un dépaeent de la tee du oteu[bag 99]. Une peèe oluton pou eéde à ce polèe conte à adouc la congne de tee, c'et-à-de, flte la tee de congne pa l ntoducton d un flte de foncton de tanfet de la foe : f T f 3.8 a deuxèe oluton conte à eplace le coecteu PI de tee pa un coecteu IP [Bag 99]. e chéa loc d un coecteu IP et donné pa la fgue. 55

66 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole Petuaton Stuctue IP x - K - K p - H x gue 3.4 Schéa ynoptque d un coecteu IP a ynthèe de coecteu PI et IP de la tee et du flux et expoée dan l'annexe C. Technque de défluxage Plueu applcaton, plu patculèeent la tacton électque, exgent un fonctonneent en utee à puance contante exeple : TGV. O, pou aue un tel fonctonneent dan le ca d un entaîneent à tee aale utlant une achne aynchone doule étole, une tenon éleée à l entée et eque. Pou contoune cette u-deande en tenon en puance, en édut le flux éultant aux tee éleée c et le défluxage. Donc, e pncpe de défluxage conte à anten le flux otoque contant et égal à a aleu nonale à la tee de otaton nonale de la achne Ω, n lo du fonctonneent à une tee nféeue n, et on le faant ae elon l expeon de l équaton 3.9, loque la tee dépae a aleu nonale afn de lte la tenon d alentaton de la achne [Ae 5]., n Ω Ω n Ω 3.9 n, n Ω Ω n Ω e fgue 3.5 et 3.6 epéentent epecteent le chéa loc du églage de tee en oucle feée de la achne aynchone doule étole coandée ectoelleent pa la éthode decte et ndecte. 56

67 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole ˆ θ - dq dq ac ac Onduleu à MI ac ac Ω - Ω Rég_ C e dq DOC dq dq ˆ θˆ dq dq ac θ -γ Etateu ac Onduleu à MI V ac ac ac MASDE gue 3.5 coande ectoelle decte à flux otoque oenté de la MASDE θ Ω - Ω Rég_ dq dq dq ac IOC C e dq dq ac θ θ γ dq ac ac Onduleu à MI Onduleu à MI ac ac ac ac MASDE ac dq θ gue 3.6 Coande ectoelle ndecte à flux otoque oenté de la MASDE 3.8 Réultat de ulaton e pefoance de coande popoée ont été tetée pa ulaton nuéque. e ulaton ont éalée u une achne aynchone doule étole dont le paaète ont donnée à l'annexe A. e pefoance de deux coande decte et ndecte aec égulaton de tee de la MASDE ont été ualée pou deux échelon de tee; une Répone à un échelon de tee de 5 d/ et une Répone à un échelon de tee de 3 d/. Pou chaque échelon de tee on applque une petuaton de chage C 4 N. ente.5 et.5 aec une neon de en de otaton à t

68 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole a. Réglage de tee aec coecteu PI Dan un pee tep, nou aon ulé le ytèe gloal pou le congne de tee c-deu entonnée. e éultat an otenu non affché dan ce éoe péentent un dépaeent potant de la épone de tee. Cependant l étaent acceptale pou de congne de d/. en fat apè le changeent uque de la aleu de congne, le coecteu PI tente de ne cet écat, a l acton popotonnelle a pooqué un gand dépaeent. Ce dene peut ête édut en dnuant la apé du églage en déplaçant le pôle e l ogne du plan coplexe de pôle, a pa conéquent, nou dnuon la apé de conegence et la outee du églage -à- de la petuaton. Pou eéde à cet nconénent, une oluton claque conte à ntodue un flte coecteu pou la gandeu de congne dont la foncton de tanfet et donnée pa l équaton 3.8. Dan ce ca le ulaton ont onté qu l et judceux de pende une aleu de T f conenale, afn d ao une elleu épone -à- de la aaton de la congne et de la petuaton. e fgue 3.7, 3.8, 3.9 et 3. ontent le éultat de ulaton d un églage de tee pa un coecteu PI, an ltaton de couant tatoque où le dépaeent otenu pa le églage pécédent et atténué en utlant un flte pou la gandeu de congne. D apè ce fgue, nou contaton que la tee de otaton ut la tee de éféence. e découplage et pafateent éalé lo de ége peanent, néanon de légèe fluctuaton ont eaquale pendant le déaage. e églage péente au de pefoance atfaante -à- de la petuaton du couple étant. Cependant, le couant decte et en quadatue péentent de tantoe potant untenté et pa conéquent le couant de lgne peuent détéoe le e conducteu de l onduleu pou éte ce polèe, une ltaton de ce couant tatoque et popoée. Coe nou aon contaté, aec un fltage de la congne de tee, le coecteu PI a donné de onne pefoance. Malheueueent, le chox de la contante T f l équaton 3.8 n et pa cla et défntf u la auae connaance de la contante de tep de coneteu tatque et le aaton paaétque de la achne [Bag 99]. Cec nou aené à utle une nouelle tuctue du coecteu de tee, c et la tuctue IP. de 58

69 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.7 Réglage de tee aec coecteu PI de la MASDE pa la coande ectoelle decte pou une congne de ± 5 d /, aec fltage de la congne et an ltaton de couant tatoque gue 3.8 Réglage de tee aec coecteu PI de la MASDE pa la coande ectoelle decte pou une congne de ± 3 d /, aec fltage de la congne et an ltaton de couant tatoque 59

70 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.9 Réglage de tee aec coecteu PI de la MASDE pa la coande ectoelle ndecte pou une congne de ± 5 d /, aec fltage de la congne et an ltaton de couant tatoque gue 3. Réglage de tee aec coecteu PI de la MASDE pa la coande ectoelle ndecte pou une congne de ± 3 d /, aec fltage de la congne et an ltaton de couant tatoque 6

71 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole. Réglage de tee aec coecteu IP e fgue 3., 3., 3.3 et 3.4 péentent le éultat de ulaton de la égulaton de tee de la MASDE aec un coecteu de tuctue IP coandée ectoelleent pa oentaton du flux otoque en utlant le deux éthode dect et ndect, pou de cogne de tee ou foe d un échelon coe pécédeent et an ltaton de couant tatoque. A tae ce éultat, nou contaton que cette tuctue de coecteu IP à peet d ao de pefoance tè atfaante. a tee attent a aleu de congne aec un dépaeent, patqueent nul. Un on ejet de petuaton du couple étant. e découplage et toujou aué. Su le fgue 3.5, 3.6, 3.7 et 3.8 nou péenton la épone du ytèe, aec un coecteu de tuctue IP, quand nou lton le couant tatoque, nou contaton que l oentaton du flux otoque ete patqueent nenle aux aaton du couple électoagnétque. Cec confe la capacté de contôle ectoel dect et ndect à découple le flux de la achne et on couple électoagnétque. En plu, nou eleon une onne outee de contôleu face aux aaton uque de la chage. e ejet de petuaton et patqueent édat, l oentaton du flux et toujou éalée. gue 3.: Réglage de tee aec coecteu IP de la MASDE pa la coande ectoelle decte pou une congne de ± 5 d /, an ltaton de couant tatoque 6

72 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3. : Réglage de tee aec coecteu IP de la MASDE pa la coande ectoelle decte pou une congne de ± 3 d /, an ltaton de couant tatoque gue 3.3 : Réglage de tee aec coecteu IP de la MASDE pa la coande ectoelle ndecte pou une congne de ± 5 d /, an ltaton de couant tatoque 6

73 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.4 : Réglage de tee aec coecteu IP de la MASDE pa la coande ectoelle ndecte pou une congne de ± 3 d /, an ltaton de couant tatoque gue 3.5 : Réglage de tee aec coecteu IP de la MASDE pa la coande ectoelle decte pou une congne de ± 5 d /, aec ltaton de couant tatoque 63

74 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.6 : Réglage de tee aec coecteu IP de la MASDE pa la coande ectoelle decte pou une congne de ± 3 d /, aec ltaton de couant tatoque gue 3.7 : Réglage de tee aec coecteu IP de la MASDE pa la coande ectoelle ndecte pou une congne de ± 5 d /, aec ltaton de couant tatoque 64

75 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.8 : Réglage de tee aec coecteu IP de la MASDE pa la coande ectoelle ndecte pou une congne de ± 3 d /, aec ltaton de couant tatoque 3.9 Tet de outee dentfcaton paaétque de la achne ne donne pa leu à de aleu exacte et défnte. En plu, ce aleu paaète de la achne ont ouent lée à l état d explotaton de la achne échauffeent, aaton de la chage, atuaton de ccut agnétque, foe de l entefe, effet pellculae, ége défluxé, etc.. Pou cela, nou aon pené qu l et plu judceux de tete l nfluence d une éentuelle eeu de paaète u le pefoance de églage de la tee et de flux otoque. En ulaton, une appoche de ce petuaton conte à ntodue à une ntant donnée dan le odèle de la achne, de aaton de paaète telle que, la étance otoque, le étance tatoque, l'nductance utuelle et le oent d'nete, alo que le ytèe de coande utle toujou le paaète nonaux. Dan cette ecton, la achne et coandée ectoelleent pa oentaton du flux otoque et chagée à a aleu nonale. e coecteu de tee utlé étant de tuctue 65

76 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole IP. Nou péenton donc le gandeu le plu gnfcate : la tee de otaton, la congne de tee et le deux copoante du flux otoque. e fgue 3.9 à 3.3 péentent le tet de outee elatf aux aaton de paaète. Pou chaque ea, nou aon pocédé à une augentaton de 5 % de la aleu nonale de chaque paaète épaéent à l'ntant t. Coe nou pouon le contate, la aaton de la étance otoque et aent gênante pou le deux éthode decte et ndecte, alo que la aaton de étance tatoque, n et pa pe en copte pa le ytèe de coande, êe la achne ou contôle n et plu la achne qu et condéée pa la coande. Nou poton égaleent dan le fgue 3.33 et 3.34 le épone eentelle de la achne loque l'nductance utuelle augente de 5% de leu aleu nonale. Ce fgue ontent que la aaton de l nductance utuelle n a pa affecté le pefoance de églage a a augenté la aleu du flux otoque de 5 % de la aleu nonale pou la éthode ndecte. A tae le fgue 3.35 et 3.36, nou contaton qu une augentaton de % de la aleu du oent d nete J au déaage de la MASDE a peu d nfluence u le pefoance de églage. En effet, nou eaquon une légèe augentaton du tep de épone en tee aec un pett dépaeent lo de déaage et neon du en de otaton. e flux otoque et pafateent oenté. gue 3.9: Tet de outee pou une aaton de 5% de la étance otoque, pou le églage de tee de la MASDE ou une chage nonale pa la coande ectoelle decte 66

77 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.3: Tet de outee pou une aaton de 5% de la étance otoque, pou le églage de tee de la MASDE ou une chage nonale pa la coande ectoelle ndecte gue 3.3: Tet de outee pou une aaton de 5% de étance tatoque, pou le églage de tee de la MASDE ou une chage nonale pa la coande ectoelle decte gue 3.3: Tet de outee pou une aaton de 5% de étance tatoque, pou le églage de tee de la MASDE ou une chage nonale pa la coande ectoelle ndecte 67

78 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.33: Tet de outee pou une aaton de 5% de l'nductance utuelle, pou le églage de tee de la MASDE ou une chage nonale pa la coande ectoelle decte gue 3.34: Tet de outee pou une aaton de 5% de l'nductance utuelle, pou le églage de tee de la MASDE ou une chage nonale pa la coande ectoelle ndecte gue 3.35: Tet de outee pou une aaton de % du oent d'nete, pou le églage de tee de la MASDE ou une chage nonale pa la coande ectoelle decte 68

79 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole gue 3.36: Tet de outee pou une aaton de % du oent d'nete, pou le églage de tee de la MASDE ou une chage nonale pa la coande ectoelle ndecte 3. Copaaon Apè la péentaton et la ulaton de deux éthode, decte et ndecte, de la coande ectoelle, nou le copaon, uant leu coplexté telle qu ndquée dan le taleau uant : Coande ectoelle decte Coande ectoelle ndecte Calcul de l'angle θ A pat de la poton du flux A pat de pulaton et gl Etateu de flux Néceae Pa Néceae Boucle de égulaton - Couant tatoque - Vtee - lux - Couant tatoque - Vtee Influence de paaète - et l'etateu de pou le calcul de gl flux utle le odèle en tenon Eq l'etateu de flux utle le odèle en couant Eq.3.7 Taleau 3. : Copaaon ente le éthode decte et ndecte de la coande ectoelle Il et potant de oulgne qu un etateu de flux et néceae pou la coande ectoelle decte, tand qu l ne l et pa le ca dan la coande ectoelle ndecte Pa le paaète de la achne, c et la étance otoque qu nflue le plu u la qualté du églage. 69

80 Chapte 3 Coande ectoelle de la achne aynchone doule étole 3. Concluon Dan ce chapte, nou aon onté que l applcaton de la éthode de flux oenté la coande ectoelle peet de découple le flux otoque et le couple électoagnétque de la achne aynchone doule étole. En effet, la coande ectoelle nou a pe de ende le copoteent dynaque de la achne aynchone doule étole lae à celu d une achne à couant contnu à exctaton épaée. Il a été onté que la éthode decte n appote que peu d aéloaton pa appot à la éthode ndecte. Cette odete aéloaton concene unqueent la qualté de ége tantoe. Cependant, elle et plu exgeante que la éthode ndecte. applcaton de l une de deux éthode n appote pa de gande dfféence loque le découplage et pafateent éalé. Cependant, le découplage ectoel dect et on enle aux aaton de la étance otoque, contaeent à celu du type ndect. En toute gueu, l oentaton du flux otoque epoe eentelleent u la connaance exacte du odèle et de paaète électque de la achne. e chapte uant ea conacé à la coande ectoelle an capteu de tee de la achne aynchone doule étole alentée pa deux onduleu de tenon à to neaux. 7

81 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la achne aynchone doule étole 4. Intoducton a coande ectoelle pa flux oenté élaoée pou la achne aynchone doule étole, nécete la eue de la tee pou effectue le tanfoaton de codonnée. Phyqueent, cette eue et éalée au oyen de capteu écanque de tee onté en out d ae du oto, qu alheueueent, contue à augente la coplexté et le coût de l ntallaton câlage uppléentae et antenance [Mo 5]. a coande an capteu de tee et un axe de echeche et de déeloppeent ndutel fondaental, ca l epéente une fonctonnalté patculèeent tatégque u le plan coecal pou la plu pat de contucteu de actonneu électque [Cha 5]. De plu, ête oute face à la uppeon du capteu de tee enfoce encoe l dée d utle la achne aynchone doule étole coe actonneu électoécanque plégé. En effet, le fonctonneent an capteu écanque de tee et deenu l un de pncpaux cente d ntéêt de checheu à l heue actuelle qu eayent de fae epl a foncton plcteent pa de capteu de gandeu électque et d algothe de calcul afn de econtue la tee de la achne. Dan ce chapte, le dfféente appoche d etaton de la tee, péentée dan la lttéatue, pou une coande an capteu de la achne aynchone, eont exhauteent ctée. Nou dcuteon èeent de aantage, de nconénent et de lte d'utlaton de ce technque. Nou allon pa la ute applque quelque de ce technque de coande an capteu u la achne aynchone doule étole. 7

82 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE Enfn, de ulaton de l applcaton de la coande ectoelle decte et ndecte an capteu de tee u la achne aynchone doule étole an que le tet de outee de cette coande -à- de aaton paaétque eont péenté. 4. Dfféente technque de coande an capteu de tee 4.. Technque d etaton ndecte de tee e technque, appatenant à la catégoe de l etaton ndecte de tee, explotent l équaton de la tenon du tato pou ete l apltude, la poton angulae et/ou la féquence du flux du oto et l équaton de la tenon du oto pou ete la tee. Ce technque péentent un ntéêt cetan loque la achne fonctonne à de tee elateent éleée. Un de polèe de la coande an capteu et de condée la tee coe paaète contant et nconnu, et donc d eploye la technque de la coande adaptate pou ete ce paaète [Cha 5]. Dan la lttéatue, généaleent le odèle de la tenon et du couant de la achne aynchone ont été eployé enele pou l etaton du flux à pat duquel la tee a été etée Relaton d autoplotage a elaton de féquence fondaentale de la achne et utlée pou gl ete la tee du oto. En effet, le féquence du oteu ont etée à pat de aleu oeée du flux et à pat de couant tatoque eué. etateu de tee utlant la elaton d autoplotage, et le plu ple pa le dfféent odèle d etateu. Cependant, due à a tuctue en oucle ouete, a pécon et ce pefoance dynaque ont ltée à tè ae tee. D alleu, le calcul de la féquence de gleent et de la tee dépend de paaète du oteu, qu dépendent de la tepéatue, de la atuaton et de la féquence [Cha 5] [Co 5] Sytèe adaptatf aec odèle de éféence MRAS appoche pa le ytèe adaptatf aec odèle de éféence MRAS a été popoée pa SCHAUDER, pa la ute, elle a été explotée pa plueu taaux [Cha 5][Ede 5]. 7

83 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE Coe on no l ndque, elle et aée u l dentfcaton adaptate aec odèle de éféence pou ete la tee. Sou a foe ple, la tuctue MRAS coe péentée pa la fgue 4. e copoe de deux etateu qu calculent le êe aale du oteu, le pee et un odèle de éféence que conttue la achne et le deuxèe et un etateu conttuant le ytèe adaptatf poédant coe entée la tee etée. a dfféence ente le ote de deux etateu de flux et utlée pou coge l etaton de tee [Rou 4] [Bag 99] [Bla 96] [Cha 5]. ˆ Mécane d Adaptaton ε - x xˆ Modèle de Réféence Modèle Adaptatf ˆ gue 4. Stuctue MRAS Plueu tuctue MRAS ont dénoée elon le chox de la aale x, tel que le flux otoque, u la foce conte électootce ou u la puance éacte [Cha 5]. Copaée à d aute appoche, la technque MRAS, peet d aéloe le pefoance de l etaton de tee qu peuent étende à tè ae tee e oeateu Dfféente tuctue d oeateu d état, ont été popoée dan la lttéatue. Elle ont tè attacte et donnent de onne pefoance dan une gae étendue de tee. e algothe d oeaton font l utlaton du odèle analytque de la achne peettant l etaton de la tee et du flux de oto à pat de couant et de tenon du tato. Pa le éthode d oeaton, on peut cte le oeateu détente UENBERGER, oeateu adaptatf d ode édut ou d ode coplet, le flte de 73

84 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE KAMAN et l oeateu à tuctue aale pa ode glant. Ce oeateu ont utlé pou l oeaton du flux et l etaton de tee en oucle feée. Ben que de telle appoche ènent à de pefoance dfféente en egad du degé de coplexté algothque et de effot de calcul, elle offent généaleent de onne pefoance dan une gae à tee aez lage a ne peuent ete le tè ae tee d une anèe tale [Son ] [Cha 5] [Kwo 5]. a. Oeateu d'état Dan la patque, l oeateu d'état pend deux foe dfféente, oeateu d ode édut où euleent le aale d état non euale du ytèe ont econtut, et l oeateu d ode coplet pou lequel toute le aale d état du ytèe ont econtute. e pefoance de cette tuctue dépendent en édeent du chox de la atce gan. Il exte au une aute gae d oeateu adaptatf dont le calcul de la atce gan de coecton effectue pa la éthode de yapono [A O5].. lte de KAMAN e flte de KAMAN et un oeateu à tuctue tochatque qu epoe u un cetan noe d hypothèe, notaent u le ut. Plueu taaux ont déjà ench ce ujet en donnant de oluton d oeateu d ode coplet. Ce oluton ont au enle aux aaton de étance otoque et notaent lo de fonctonneent en ae tee. Malheueueent, cet oeateu a quelque nconénent nhéent, tel que l nfluence de caactétque du ut [Mo 5] [Ze ]. Pou une onne explotaton de l algothe du flte de KAMAN, l et donc néceae de echeche de odèle édut de la achne dan le ut d ete le flux otoque, la étance otoque et la tee de otaton, ce qu ele ête une oluton délcate dan une coande en oucle feée. c. Oeateu pa ode glant e oeateu pa ode glant ont aé u la théoe de ytèe à tuctue aale. Cette appoche et en adaptée aux ytèe dynaque non lnéae ncetan. Il ont égaleent le êe dpoton oute que le contôleu pa ode glant. Pou le deux denèe décenne, eaucoup de checheu ont popoé dfféent 74

85 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE algothe aé u le ode glant [Cha 5] [A 5], l ont caactéé pa une coande dcontnue agant u le déé d ode upéeu de la aale de gleent, dont l annulaton défnt la uface de gleent Intellgence atfcelle Réceent, le checheu ont popoé de coande an capteu de tee aée u l ntellgence atfcelle éeau de neuone et logque floue qu n exgent pa la connaance d un odèle athéatque [Bag 99] [Rou 4][Mou 5]. e contôleu à logque floue ont de canddat déaux pou la coande de tel ytèe, alheueueent l n exte pa de éthode péce pou la détenaton de la tatége de églage. Cette denèe dot ête contute à l ade de tet u le ytèe à égle. D un aute coté, ce appoche péentent une onne outee aux aaton paaétque et aux ut de eue, leu conon nfoatque, le tep d élaoaton et le eon de la connaance expet du ytèe ltent le applcaton actuelle à une gae ltée et pafo en pécfque. 4.. Technque d'etaton decte de tee etaton decte de la tee et condéée éceent, coe une appoche la plu appopée, patculèeent à tee édute. Elle et endue pole pa la péence dan le haonque de couant et de tenon de copoant copotant un ultple angulae de la tee du oto [Mou 5] [Rou 4] [Cha 5] Méthode d haonque d encoche Cette éthode et aée u la détecton de haonque de encoche du oto dan le tenon tatoque. En effet, la péence de encoche du oto et du tato dan le ccut agnétque de oteu aynchone podut de haonque d epace de encoche u la tenon du tato quand le oto toune. a tee peut ête détenée, en euant l apltude ou la féquence angulae de haonque d epace de encoche u la tenon du tato quand le oto toune. a tee peut ête détenée, en euant l apltude ou la féquence angulae de haonque d encoche. En fat ; de tel haonque, généaleent, copotent une apltude édute et dpaaent à la tee tè ae. 75

86 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE Dan la patque, l applcaton de telle éthode à tee édute et une tache tout à fat coplexe, alo qu à gande tee, l donnent de éultat elale aux technque ndect [Mou 5] [Rou 4] [Cha 5] Méthode d njecton de gnaux Une deuxèe technque dect pou l etaton de la tee utle l njecton d un gnal nuoïdal à haute féquence dan le copoante de tenon ou de couant, cec afn d ench le contenu haonque de la tenon qu peetta d ete coecteent la tee dan le pont de fonctonneent dffcle pulaton tatoque tè fale. Cette technque et condéée éceent coe une appoche la plu appope, patculèeent dan la gae de tee édute [Mou 5] [Rou 4] [Cha 5]. e appoche aée u l njecton de gnaux à haute féquence donnent de onne pécon d etaton de tee à n pote quelle féquence. D un aute coté, ce appoche ont eon d une pécon éleée dan la eue phyque et augente la coplexté de calcul et de atéel concenant la tuctue du contol. 4.3 Concept d etateu et d oeateu Dan le doane de entaîneent à tee aale, le pefoance de lo de coande utlée, dépendent du degé de pécon dan la connaance du odule du flux et de a poton. Ce gandeu ont dffcleent accele pa de eue. En effet, le capteu de flux ont elateent délcat ut de eue et éduent la outee de l enele. An, la econtucton du flux ou de a poton pa de etateu ou de oeateu deent un ojectf pncpal [Ta 6] [A 5] [Cha 5] Etateu e etateu, utlé en oucle ouete, epoent u l utlaton du odèle du ytèe à coande [Cha 5] [A 5] [Ku 94]. a dynaque d un etateu dépend de ode pope du ytèe. Une telle appoche condut à la e en œue d algothe ple et apde, a enle aux eeu de odélaton et ou aaton paaétque au cou de fonctonneent. En effet, l n y a aucun ouclage aec de gandeu éelle peettant de pende en copte ce eeu ou petuaton. Un tel etateu et epéenté u la fgue

87 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE B x C y A Modèle du ytèe B d x/ x C y A Etateu gue 4. Schéa - loc d un etateu. e ytèe e et ou la foe d état uante : dx AΩ x Bu 4. y Cx Où B et la atce d entée du ytèe, C et la atce de ote et AΩ et la atce de tanton non tatonnae dan le ca de note ytèe, puqu elle dépend de la tee de otaton. Toutefo, elle peut ête condéée coe qua tatonnae u la dynaque de la tee pa appot à celle de gandeu électque. En ntégant l équaton 4., on peut econtue le état à ete. x A Ω x B u 4. Pou éalue la pécon de l etaton, on condèe l écat ente le état éel et eté : ε x x 4.3 Alo, la dynaque de l eeu et dédute de elaton 4. et 4. : dε A Ω ε Δ Ax ΔBu 4.4 Aec : Δ A A Ω A Ω et ΔB B B 77

88 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE a tee de conegence de l eeu d etaton dépend de contante de tep du ytèe. Elle et éfée dan le ca ou le aleu pope de la atce d état ont défne négate en condéant Δ A et ΔB. oque de eeu de odélaton extent, le tee Δ A x et ΔBu e copotent coe de entée dan l équaton 4.4. Dan le ca de achne électque, on ne aîte pa le tep de conegence de l eeu d etaton et le eté auont foceent une eeu tatque due aux eeu de odélaton. e nconénent de l etateu peuent ête atténué en utlant un tee coecteu. An l écat ente la eue et on etée et ntodut dan l équaton de l etateu à tae une atce de gan de coecton G. C et ce qu on entend pa oeateu Oeateu Un oeateu et un etateu fonctonnant en oucle feée et dpoant d une dynaque ndépendante du ytèe [Cha 5] [A 5]. Il fount une etaton d une gandeu phyque ntene d un ytèe donné, en e fondant unqueent u de nfoaton concenant le entée et le ote du ytèe phyque aec la énjecton en entée de l eeu le ote etée et le ote éelle, à l ade de la atce de gan G pou égle an la dynaque de conegence de l eeu gue 4.3 [Nah ]. u B dx / x C y Modèle du Sytèe B Etateu d x/ A G A x C - y Oeateu gue 4.3 Schéa loc d un oeateu. 78

89 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE e pncpe de contucton d un oeateu conte donc à coge la dynaque de l etaton dan 4. en tenant copte de l écat ente la ote éelle et la ote econtute. Cela condut à l oeateu uant [Cha 5] [A 5]: d x A Ω x Bu G Cx C x 4.5 Où G et la atce de gan de l oeateu. On défnt coe eeu de eue ; l écat ente le gandeu euée et leu etée. De la êe façon que pou l etateu, l équaton décant le copoteent de l eeu d etaton et otenue à l ade de équaton 4. et 4.5. Alo, l équaton de l eeu d etaton deent : dε [ A Ω GC] ε [ Δ A GΔC] x ΔBu 4.6 e pncpal aantage de l oeateu deant l etateu peut ête facleent onté pa l équaton 4.6. En effet, la dynaque de conegence de l eeu et contôlée pa le tee [AΩ-GC] copotant la atce de gan de coecton G. On peut alo poe la dynaque déée pa le chox de la atce de gan de coecton dynaque ndépendante et copene patelleent le eeu de odélaton. Cependant, toue le copo ente tee de conegence et copenaton d une eeu de odélaton n et pa toujou aée. On fat alo appelle aux technque d adaptaton ou d dentfcaton paaétque. 4.4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE On a u pécédeent, que noeue ont le éthode qu tatent la coande an capteu de tee de la achne aynchone, en utlant de etateu et de oeateu. Dan cette ecton, quelque technque eont utlée pou une etaton ultanée du flux otoque et de la tee de la achne aynchone doule étole. Dan la coande an capteu, la tee euée ea eplacée pa a aleu etée. 79

90 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE Etaton de la tee en utlant la elaton d'autoplotage e etateu connu depu longtep, appuent u la duplcaton du odèle d état dan la pate de coande afn de econtue le aale ntene naccele u le ytèe éel. En effet, à pat de équaton d état de la achne, on peut aout à plueu foulaton qu peettent d ete la tee. a technque utlée pou ete le flux otoque et capte l nfoaton u la tee, et aée u la eue de couant et de tenon d alentaton de la achne [Ku 94][A 5][Cha 5]. A pat de équaton tatoque et otoque de la achne aynchone doule étole, le flux peut ête eté ot pa le odèle en couant ou pa le odèle en tenon uant : T T T T d 4.7 σ σ d d d d d d 4.8 Aec : T,, σ On ete l angle de otaton θ à pat de copoante et du flux otoque : θ Atg 4.9 Sa déée coepondante et donnée pa : θ & & & 4.

91 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE 8 En eplaçant le expeon de & et & à pat de l équaton 4.8 dan 4., on toue : ˆ ˆ ˆ θ T & 4. ˆ ˆ ˆ T 4. gl ˆ 4.3 Aec : ˆ ˆ gl T Il conent de note que le tee ˆ ˆ de l équaton 4. et popotonnel au couple de la achne. équaton 4. ndque que, la tee de la achne peut ête otenu à pat d un etateu de flux otoque aé u l équaton 4.7. e chéa loc elon 4. et lluté pa la fgue 4.4 : gue 4.4 Etateu de flux et de tee,ac,ac,ac,ac - ˆ - ˆ gl ˆ Atg d ac ˆ ˆ ˆ T

92 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE 4.4. Etaton de la tee à l ade d un odèle écanque e etateu de flux otoque equèent la eue de la tee de otaton. Nou pouon eploye l équaton du couple électoagnétque et l'équaton écanque de la achne pou odéle un etateu de tee à pat de couant tatoque : C e p [ φ φ ] dω J C Ω e C K f 4.3 Enute la tee etée et éntodute dan un etateu du flux otoque entonné c-deu Equaton 4.7 à la place de la tee euée coe l ndque la fgue 4.5, de péféence, en utlant le odèle en couant ca cet etateu ne dépend pa de tenon tatoque dont la aleu effcace et fale à ae tee [Rou 4]. C Modèle en Couant Eq. 4.7 φ φ - C - e p J. Ω P gue 4.5 Etaton de la tee de la MASDE à l ade d un odèle écanque e polèe ajeu de l'etaton de la tee en ajoutant le odèle écanque et que nou eton la tee à pat de gandeu électque eule. a qualté de l'etaton e dégade dè qu'une petuaton appaaît Etaton de la Vtee en utlant la technque MRAS e etateu de tee aé u la théoe du ytèe adaptatf aec odèle de éféence MRAS, ont le technque le plu populae qu ont été en applcaton pou la coande du oteu aynchone an capteu de tee en utlant unqueent 8

93 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE 83 le eue de la tenon et du couant tatoque. Cette appoche et aée u un odèle de éféence de la achne généaleent c et un odèle en tenon, ne dépendant pa de la tee otoque, et u un odèle ajutale généaleent c et un odèle en couant dépendant decteent de la tee. eeu ente ce deux odèle njectée dan un écane d adaptaton donne une etaton de la tee. Pou la achne aynchone doule étole, le odèle adaptatf et déct pa l équaton 4.4 uante : ˆ ˆ T T dˆ ˆ ˆ T T dˆ 4.4 et le odèle de éféence et donné pa l équaton 4.5: ] [ ˆ ] [ ˆ d d d d d d σ σ 4.5 eeu detnée au coecteu et calculée uant le podut coé [Rou 4] [Bag 99] [A 5] [Nah ]: ε ˆ. ˆ ˆ. ˆ 4.6 a lo d'adaptaton et donnée pa l'expeon uante [Cha 5]: ˆ k k p ε 4.7 Ce qu e tadut tout pleent pa l'utlaton d'un égulateu PI coe écane d'adaptaton. e chéa fonctonnel uant llutent la coande ectoelle decte et ndecte an capteu de tee d'une achne aynchone doule étole une d'un MRAS :

94 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE ˆ ˆ - - IP Mécane d Adaptaton θˆ ˆ c e DOC ε θs actg θˆ dq ac dq ac - θˆ -γ ˆ ˆ ˆ ˆ Onduleu à MI Onduleu à MI Modèle de Réféence Modèle Ajutale ˆ ac ac ac ac MRAS MASDE gue 4.6 Coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS θˆ ˆ - IP Mécane d Adaptaton c e IOC ε - dq ac dq ac θˆ θˆ -γ ˆ ˆ ˆ ˆ Onduleu à MI Onduleu à MI Modèle de Réféence Modèle Ajutale ˆ ac ac ac ac MRAS MASDE gue 4.7 Coande ectoelle ndecte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS 84

95 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE Etaton de la tee pa un oeateu lnéae d ode édut 'utlaton d'un etateu ne peet pa de aîte la dynaque de l'eeu qu tutae du ytèe phyque. Il et péféale que la dynaque du poceu d'etaton ot eaucoup plu apde que celle du ytèe lu-êe, d où l'ntéêt d'utle de oeateu. Pou le équaton électque qu ont lnéae dan le état a qu dépendent de la tee écanque Ω, on peut contue un oeateu de type uenege coe ut [Ka 5] [Ka 4] [Son ] : d x A Ω x Bu G y C x 4.8 e polèe de ce type d oeateu éde dan le chox du gan G qu dépend généaleent de la tee écanque et qu plque une dynaque de décoance de eeu d etaton. e odèle athéatque de la MASDE onte que l on et confonté à un ytèe non lnéae aale. Pou palle à cette non lnéaté on eplo un oeateu lnéae et de pende coe aale uppléentae Ω. Dan ce ca, on dpoe d un oeateu de type uenege d ode édut, otenu à pat du ytèe d'équaton 3.4 [Ka 5] [Ka 4]. On peut ééce le ytèe d'équaton 3.4 ou foe de deux ou ytèe coe ut : d d d d d d d T T d d d d gl gl q q 4.9 d q d q d Ω p j q q d q q q K J d f Ω q J C 4. 85

96 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE 86 Pou ete la tee, en utle unqueent le ou ytèe 4. [Ka 5] [Ka 4]. On ot en que l'etaton de la tee à pat du odèle déct pa le ou ytèe 4., Nécete l'etaton du couple de chage et le flux otoque. S l on dée égaleent ete le couple étant C contant, on uppoe qu'l change lenteent, donc on peut utle pou le couple de chage le odèle uant : dc 4. Cette uppoton et coecte dan la plupat de applcaton [Ka 5][Ka 4]. On ajoutant l'équaton 4. au ytèe 4., on otent : Ω Ω dc C J J K j p d d d f q q q q q q d d q q 4. A pat du ytèe d'équaton 4., en uppoant que contant, on peut contue note oeateu lnéae d'ode édut coe ut : Ω Ω d d q q f q q q d q q q q d q q q T T d G C d G J K C J P J P d G d G d ˆ ˆ ~ ˆ ~ ˆ ˆ ˆ ˆ ~ ˆ ˆ ˆ ~ ˆ ˆ ˆ Aec : ˆ ˆ ~ q q q q q G, G et G 3 ont le gan de l'oeateu.

97 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE Aec un chox pécfque de G, G et G 3 qu dépendent de la tee écanque. En uppoant que la tee et contante, l ufft pou aue la talté de cho le gan de l'oeateu tout en auant que le pôle ont tué dan le de-plan gauche. Afn d'ao de onne pefoance, nou aon cho de gan qu donnent une épone de l'oeateu plu apde que le ytèe. En eanche, un chox eaucoup plu apde de gan condut à une enlté pa appot aux aaton paaétque. e chéa fonctonnel uant, epéentent la coande ectoelle decte et ndecte an capteu de tee d'une MASDE dotée d'un oeateu lnéae d'ode édut : ˆ θˆ - dq dq ac ac Onduleu à MI ac ac - ˆ IP C e dq DOC dq dq ˆ dq ac ˆ θ γ Oeateu néae d'ode édut ac Onduleu à MI ac ac MASDE dq dq dq dq ac θˆ dq gue 4.8 Coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un oeateu lnéae d'ode édut θ - ˆ IP C e dq IOC dq dq dq θ dq ac dq ac θ γ ac ac Onduleu à MI Onduleu à MI ac ac ac ac MASDE Oeateu néae d'ode édut dq dq ac dq dq θ gue 4.9 Coande ectoelle ndecte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un oeateu lnéae d'ode édut dq 87

98 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE 4.5 Réultat de ulaton Afn de tete le pefoance tatque et dynaque de l etateu MRAS et de l oeateu lnéae d ode édut donné c-deu, la achne aynchone doule étole et alentée pa deux onduleu de tenon à to neaux et coandée ectoelleent pa oentaton du flux otoque. e ulaton ont fate pou to échelon de tee; une Répone à un échelon de tee de 3 d/, une Répone à un échelon de tee de 5 d/ et une Répone à une ae tee 5d/. Pou chaque échelon de tee on applque une petuaton de chage C 4 N. ente.5 et.5 aec une neon de en de otaton à t 3.5. e fgue 4. à 4.5 llutent le couple électoagnétque, le couant d'une phae tatoque, la tee éelle et etée, le flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une coande ectoelle decte et ndecte an capteu de tee une d'un MRAS applquée a une MASDE pou le déféente congne de tee. On peut eaque epecteent la upepoton de coue de tee etée et éelle et de flux eté et éel, à o de plu pé pa le coue d'eeu coepondante. e fgue 4.6 à 4. ontent le caactétque de la coande ectoelle decte et ndecte an capteu de tee d'une achne aynchone doule étole dotée d'un oeateu lnéae d'ode édut pou le êe congne de tee que pécédeent. 'oeateu utlé péente une onne pouute de tee et de flux aec une eeu dynaque n'et pa potante et une eeu tatque patqueent nulle. Il a été contaté que la éthode decte n appote que peu d aéloaton pa appot à la éthode ndecte. Cette aéloaton concene unqueent la qualté de ége tantoe. 88

99 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4. Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu une d'un MRAS pou une congne de ± 3 d/ coande decte gue 4. : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu une d'un MRAS pou une congne de ± 5 d/ coande decte 89

100 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4. : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu une d'un MRAS pou une congne de ± 5 d/ coande decte gue 4.3 : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu une d'un MRAS pou une congne de ± 3 d/ coande ndecte 9

101 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.4 : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu une d'un MRAS pou une congne de ± 5 d/ coande ndecte gue 4.5 : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu une d'un MRAS pou une congne de ± 5 d/ coande ndecte 9

102 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.6 : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu une d'un Oeateu lnéae d'ode édut pou une congne de ± 3 d/ coande decte gue 4.7 : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu une d'un Oeateu lnéae d'ode édut pou une congne de ± 5 d/ coande decte 9

103 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.8 : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut pou une congne de ± 5 d/ coande decte gue 4.9 : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut pou une congne de ± 3 d/ coande ndecte 93

104 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4. : Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut pou une congne de ± 5 d/ coande ndecte gue 4. Couple, couant tatoque, tee éelle et etée, flux éel et eté et le eeu d'etaton coepondante d'une MASDE an capteu dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut pou une congne de ± 5d/ coande ndecte 94

105 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE 4.6 Tet de outee a outee d une coande et a capacté à uonte l ncettude u le odèle à contôle. Ce ncettude peuent ête due ot à l pécon de paaète phyque de la achne polèe d dentfcaton, ot à la plfcaton de la dynaque du odèle polèe de odélaton [Dah 4]. Nou popoon dan cette ecton l étude de la outee de la coande ectoelle decte an capteu de tee d'une MASDE une d'un MRAS pu une d'un oeateu lnéae d'ode édut. Nou pocédon, au tet de outee -à- de dfféent paaète épaéent à ao la étance otoque, le étance tatoque et, l'nductance utuelle et le oent d'nete J, dont le pofl ont péenté u la fgue 4. : gue 4. Vaaton de la étance otoque, tatoque et, l'nductance utuelle et du oent d'nete J Dan cette ulaton, la achne toune aec le dfféente tee ou une chage nonale en tenant copte de l'augentaton de paaète cté c-deu. Au dét de la ulaton le oteu fonctonne aec le aleu nonale de ce paaète, ente l'ntant t et, on applque un échelon de 5% de chaque paaète épaéent. 95

106 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE e fgue 4.3 et 4.4, péentent epecteent le coue de tee et du flux otoque d'une MASDE an capteu de tee une d'un MRAS pou une aaton de 5% de la étance otoque. On contate édeent que la tee chute de % de a aleu aec le paaète nonaux. A ae tee fgue 4.4 la tee 'annule. Pou le déféente congne de tee, le découplage ete antenu. e fgue 4.5 et 4.6 ontent que la tee n'et pa affectée pa la aaton de 5% de la étance tatoque pou une éféence de 5 d/ a à ae tee fgue 4.6 le contôle et totaleent pedu. Nou poton égaleent dan le fgue 4.7 et 4.8 le épone eentelle de la MASDE loque l'nductance utuelle augente de 5% de a aleu nonale. Nou contaton dan ce fgue que la aaton de a une nfluence eaquale u la tee et u la qualté d'oentaton du flux otoque. A tae e fgue 4.9 et 4.3, nou contaton q'une augentaton de % de la aleu du oent d'nete lo de déaage de la achne a peu d'nfluence u le pefoance de églage pou une tee éleée ou à ae tee. En effet, nou eaquon une légèe augentaton du tep de épone en tee aec un pett dépaeent lo de déaage et neon du en de otaton. e flux otoque et pafateent oenté. e fgue 4.3 à 4.36, péentent epecteent le coue de tee et du flux otoque d'une MASDE an capteu de tee dotée d'un oeateu lnéae d'ode édut pou une aaton de 5% de la étance otoque, 5% de étance tatoque et et 5% de l'nductance utuelle pou une éféence de 5 d/ et pou une ae tee 5d/. Nou contaton égaleent que la tee an que le flux otoque de la achne ont affecté pa la aaton de ce paaète. Su le fgue 4.37 et 4.38, nou eaquon q'une augentaton de % de la aleu du oent d'nete lo de déaage de la achne a une nfluence u le pefoance de églage pou le tee éleée que pou de ae tee. En effet, nou oeon une augentaton condéale du tep de épone en tee aec un pett dépaeent lo de déaage et à l'neon du en de otaton. e phénoène du découplage et dégadé. 96

107 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.3 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS ou une chage nonale aec une aaton de 5% de la étance otoque pou une congne de ± 5 d/ gue 4.4 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS ou une chage nonale aec une aaton de 5% de la étance otoque pou une ae tee ± 5 d/ gue 4.5 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS ou une chage nonale aec une aaton de 5% de étance tatoque et pou une congne de ± 5 d/ 97

108 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.6 Tet outee de d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS ou une chage nonale aec une aaton de 5% de étance tatoque et pou une ae tee ± 5 d/ gue 4.7 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS ou une chage nonale aec une aaton de 5% de l'nductance utuelle pou une congne de ± 5 d/ gue 4.8 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS ou une chage nonale aec une aaton de 5% de l'nductance utuelle pou une ae tee ± 5 d/ 98

109 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.9 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS lo d'un déaage ou une chage nonale aec une aaton de % du oent d'nete J pou une congne de ± 5 d/ gue 4.3 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE une d'un MRAS ou une chage nonale aec une aaton de % du oent d'nete J pou une ae tee ± 5 d/ gue 4.3 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut lo d'un déaage à de aec une aaton de 5% de la étance otoque pou une congne de ± 5 d/ 99

110 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.3 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut lo d'un déaage à de aec une aaton de 5% de la étance otoque pou une congne de ± 5 d/ gue 4.33 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut lo d'un déaage à de aec une aaton de 5% de étance tatoque et Pou une congne de ± 5 d/ gue 4.34 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut lo d'un déaage à de aec une aaton de 5% de étance tatoque et pou une congne de ± 5 d/

111 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.35 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut lo d'un déaage à de aec une aaton de 5% de l'nductance utuelle pou une congne de ± 5 d/ gue 4.36 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut lo d'un déaage à de aec une aaton de 5% de l'nductance utuelle pou une congne de ± 5 d/ gue 4.37 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut lo d'un déaage à de aec une aaton de % du oent d'nete J pou une congne de ± 5 d/

112 Chapte 4 Coande ectoelle an capteu de tee de la MASDE gue 4.38 Tet de outee d'une coande ectoelle decte an capteu de tee d une MASDE dotée d'un Oeateu lnéae d'ode édut lo d'un déaage à de aec une aaton de % du oent d'nete J pou une congne de ± 5 d/ 4.7 Concluon Dan ce chapte, nou aon expoé l'enele de technque péentée dan la lttéatue pou l'etaton de la tee d'une achne aynchone. Pa la ute nou aon applqué deux technque qu ont la tuctue MRAS et l'oeateu lnéae d'ode édut pou l'etaton de la tee et du flux de la achne aynchone doule étole coandée ectoelleent pa oentaton du flux otoque. e éultat de ulaton otenu nou ont pe de conclue que la coande ectoelle an capteu de tee de la achne aynchone doule étole dotée de l'une de deux tuctue cté c-deu et oute face aux petuaton de la chage et/ou le changeent de la tee de éféence. Ce deux technque ont enle aux aaton de étance à de degé dfféent utout à tè ae tee. On contate au que cette coande et caactéée pa a plcté de concepton, elle nou a pe utout de e déaae du capteu écanque de tee qu et coûteux et fagle.

113 Concluon généale Concluon généale En concluon, dan ce éoe, nou aon étudé la coande ectoelle an capteu de tee d une achne aynchone doule étole MASDE, alentée pa deux onduleu de tenon à to neaux coandé pa la tatége tangulo-nuoïdale à deux poteue polae. a popoton d'un fonctonneent an capteu de tee peet d'augente la falté et de édue la coplexté et le coût du ytèe. En effet, la aaton de tee de la achne aynchone doule étole dan le doane de la ae tee et un polèe dffcle à uonte -à- de la aaton paaétque et en patcule la étance otoque et le étance tatoque, pooquant an l'ntalté de la achne et le couplage ente le couple et le flux otoque. Dan le pee chapte, nou aon étal un odèle athéatque de la achne aynchone doule étole en ue d une alentaton pa coneteu tatque. En utlant le hypothèe plfcatce hatuelle, l applcaton de la tanfoaton de PARK au odèle de la achne a pe de plfe lageent ce dene. Dan le deuxèe chapte, nou aon péenté le odèle de fonctonneent de l onduleu de tenon tphaé à to neaux. An, nou aon élaoé on odèle de connaance, et nou aon popoé a coande copléentae optale. utlaton de foncton de connexon de nteupteu et celle de de a peettent de onte que la tuctue de l onduleu à to neaux et une e en ée de deux onduleu à deux neaux. Enute nou aon déeloppé une tatége de coande de l onduleu à to neaux à ao, la coande tangulo- nuoïdale à deux poteue. e toèe chapte a été conacé à l étude de la technque d oentaton du flux otoque de la achne aynchone doule étole. Cette technque peet de découple la coande du flux de celle du couple, elale à celle de la achne à couant contnu à exctaton épaée. En effet, le éthode decte et ndecte ont été déeloppée pou un églage claque de tee. e éultat otenu ont onté le on u de gandeu de 3

114 Concluon généale éféence dan le ége peanent et un paafat découplage ente le couple et le flux. Cependant, l'étude de la aaton de paaète de la achne aynchone doule étole onte que le découplage couple flux et nfluencé pa cetan paaète. Toutefo le exgence -à- de la outee de coande ont atfaante en patcule en e déaaant du capteu de tee qu epéente le pont fale de la chaîne de etou. Dan ce contexte, nou aon péenté dan le chapte quate le éultat de ulaton de quelque technque d'etaton du flux otoque et de la tee à ao, la technque MRAS et l'oeateu lnéae d'ode édut utlant le eule gandeu euale. Cependant, ce technque ont enle aux aaton de étance et notaent lo de fonctonneent en ae tee. e ctèe de copaaon ont le pefoance tatque et dynaque du ytèe an que le eeu ente le aleu de éféence et celle etée. 'dée de édue au nu tou ce ctèe péenté aec la êe éthode et tè dffcle à éale. Pou une aéloaton, l'utlaton d'une ple etaton ufft à la éalaton d'une coande an capteu pefoante dan on doane d'applcaton. Enfn, coe pepecte à ce taal, l conent de popoe : - 'dentfcaton de paaète étf du odèle de la achne aynchone doule étole en tep éel pou uonte la non outee de a coande ectoelle -à- le aaton paaétque ; - 'utlaton de d'aute oeateu pou l'etaton du flux et de la tee, tel que le ode glant et le flte de KAMAN ; - 'ntoducton de noueaux algothe de coande génétque, floue, neuone, etc. pou le églage et l'optaton de égulateu et de etateu ; - 'utlaton d aute coande telle que la coande decte du couple DTC et la coande pa ode glant pou un contol an capteu de la achne aynchone doule étole. - onctonneent de la MASDE en généateu à énege enouelale éolenne. 4

115 Annexe ANNEXES Annexe A Paaète de la achne aynchone doule étole A. Paaète électque Puance nonale Tenon nonale Couant nonal Vtee nonale Couple nonal lux nonal équence Rétance de l'enouleent tatoque Rétance de l'enouleent tatoque Rétance de l'enouleent otoque Inductance de fute tatoque Inductance de fute otoque Inductance utuelle P n 4.5 Kw V n I n 6.5 A Ω n 97 d/ C n 4N. φ n W f 5 Hz 3.7 Ω 3.7 Ω. Ω. H. H.367 H A. Paaète écanque Moent d'nete J.65 Kg/ Coeffcent de fotteent K f. SI A.3 Paaète électoagnétque Noe de pae de pôle P 5

116 Annexe Annexe B Tanfoaton de PARK Dan le epèe tphaé le nductance utuelle aent aecθ, ce qu end le ytèe d'équaton de la achne aynchone elateent coplexe. Pou 'affanch de cet nconénent, on effectue un changeent de epèe endant ce nductance utuelle contante. e enouleent tphaé a,,c ont an tanfoé en 3 enouleent othogonaux équalent dect, quadatue et hoopolae d,q,o pa une tanfoaton e de Pak. e paage du ytèe tphaé e le ytèe phaé eent à expe le copoante dphaée d,q en foncton de ancen axe x a, x, x c péenté dan la fgue B.. 'angle de tanfoaton ψ peet de défn le atce de paage pou expe le dee gandeu d'un epèe à l'aute: d ψ x a θ x x c d gue B. Paage du ytèe tphaé au ytèe phaé ψ : Repéente l angle ente le ecteu V et l axe de la phae x a. θ a : Repéente l angle ntantané ente la phae de l axe x a et l axe d. [ T ] x ac x dq B. 6

117 Annexe 7 Aec : [ ] 3 n 3 n n 3 co 3 co co π ψ π ψ ψ π ψ π ψ ψ T Cette tanfoaton et alale pou le couant, le tenon et le flux. a copoante hoopolae et nulle pou le ytèe tphaé équlé, on toue alo un epèe dphaé plfé d,q. Plueu ca patcule de ce epèe de Pak ont utlé lo de la odélaton de la achne. ψ e epèe et lé au tato et l ea noté, ψ θ e epèe et lé au oto. ψ θ e epèe et lé au chap tounant. a tanfoaton dan le ca du epèe, et elateent plfée pa l'angle de tanfoaton et nulle, le gandeu otenu aent nuoïdaleent. Cette tanfoaton tphaée-dphaée e éue à : c a x x x C x x 3, C B. Afn d expe toute le gandeu dan un êe epèe, le gandeu tatoque et otoque ont pojete dan un epèe tounant d,q décalé de ψ pa appot au epèe fxe,. Cette tanfoaton e fate à pat de la atce de otaton Rφ. x x R x x q d, co n n co R B.3 Pou le gandeu tatoque φ ψ et pou le gandeu otoque θ ψ.

118 Annexe Annexe C Calcul de égulateu C. Régulateu de couant Pou le ytèe de églage, nou choon d utle de coecteu de type Popotonnel Intégal PI, étant donné qu l ont ple à ette en oeue. Ce type de coecteu aue une eeu tatque nulle gâce à l acton d ntégaton, tand que la apé de épone et étale pa l acton popotonnelle. e calcul de coecteu et effectué à l ade du pncpe d poton de pôle. D'apè le ytèe 3.6 du toèe chapte, on a : d d [ [ S] S] d d C. Donc: d d d S d S C. e oucle de égulaton de couant d et d ont epéenté pa la fgue C. uante : d d K d d d K pd S S - ε d ε d K d d d K pd S S - gue C.: Schéa fonctonnel de égulateu de couant d et d expeon athéatque de égulateu Rég_ d et Rég_ d ont donné pa le elaton uante : Rég _ Rég _ d d K K pd pd K d S Kd S C.3 8

119 Annexe On a donc: K d K pd S K d K pd S d d. d. d d d C.4 e foncton de tanfèe en oucle feée ont: p d d C.5 d K pd K d K S K p d d d d C.6 d K pd K d K S K e denonneent de égulateu et fat à l'ade du pncpe d'poton de pôle. Coe le polynôe caactétque de l'équaton C.5 ou C.6 et du deuxèe ode, nou poant deux pôle à pate éelle négate. e dénonateu de la foncton de tanfèe de chaque égulateu et de la foe: D C.7 ξ Donc, nou otenon le paaète de égulateu, en foncton de l'aoteent ξ et de la pulaton pope. Pou une eeu tatque de 5%, le tep de épone t d'un ytèe et expé en foncton de ξ et pa: 5 t _ 5% C.8 ξ 'aoteent et en généale choe coe aoteent ctque c'et à de ξ. Pa dentfcaton ente le équaton C.5 ou C.6 et C.7, nou otenon le paaète uant du égulateu PI: Régulateu PI: Rég_d K P _ d K _ d ξ Taleau C. Paaète du égulateu du couant d 9

120 Annexe e êe calcule effectué pou le égulateu d, q et q Régulateu PI: Rég_ d K P _ d K _ d ξ Taleau C. Paaète du égulateu du couant d Régulateu PI: Rég_ q K P _ q K _ q ξ Taleau C.3 Paaète du égulateu du couant q Régulateu PI: Rég_ q K P _ q K _ q ξ C. Régulateu de flux Taleau C.4 Paaète du égulateu du couant q Pou ao un on fonctonneent de la achne, le flux dot ête antenu contant à a aleu nonale. D'apè la cnquèe équaton du ytèe 3.4, nou aon: T S d Aec : d d d Donc, on aua : d T S Coe la dynaque du couant et plu apde que la dynaque du flux, le couant d, d ont uppoé déja aé a e aleu de éféence d, d. D'où le chéa-loc de la égulaton du flux otoque gue C.: C.9 - ε K p K S d T S gue C. Schéa fonctonnel du égulateu de flux φ

121 Annexe a foncton de tanfet en oucle feée et : S S S T K p S K K p. T K S T C. De la êe anèe, pou denonne le égulateu, nou faon appel au pncpe d'poton de pôle. e paaète du égulateu eont: Régulateu PI: Rég_φ K P _ K _ ξ T / T / Taleau C.5 Paaète du égulateu du flux otoque. C.3 Régulateu de tee C.3. Synthèe du coecteu PI de tee D'apè l'équaton écanque.5, nou aon: C e K T. C. Aec : K, K f T J K f D où le chéa loc de la oucle de égulaton de la tee: - ε C K K K e p S T gue C.3 Schéa loc du égulateu PI de la tee

122 Annexe a oucle la plu extene et la oucle de égulaton de la tee la gandeu ayant la dynaque la plu lente. Pou cette aon, le pôle poé pou la oucle extene oucle de tee eont plu poche de l ogne du plan de acne pa appot aux pôle de oucle ntene oucle de flux et de couant. a foncton de tanfet en oucle feée et donnée pa : K.K K T p T.K K p..k K T.K C. Pa poton de pôle en oucle feée, nou otenon le paaète du coecteu PI: Régulateu PI: Rég_ K P _ K _ ξ T / K T / K Taleau C.6 Paaète du égulateu PI de la tee. C.3. Synthèe du coecteu IP de tee D apè l équaton écanque de la achne aynchone doule étole.5, le chéa loc de la oucle de égulaton de la tee aec coecteu IP et le uant : ε - K S Régulateu IP - K p C e K T S gue C.4 Schéa loc de égulaton de la tee pa un coecteu IP

123 Annexe a foncton de tanfet en oucle feée, calculée à pat du chéa pécédent, et donnée pa: K K.K T.K p.k p T K S.K T.K p C.3 Aec : K, K f T J K f Pa poton de pôle en oucle feée, nou otenon le paaète du coecteu IP : Régulateu IP: Rég_ K P _ K _ ξ T / K T / K. K P _ Taleau C.7 Paaète du égulateu IP de la tee 3

124 Blogaphe Blogaphe [A 5] A. Aa, "Coande an capteu de tee pa DTC d une achne ynchone à aant peanent dotée d un oeateu d ode coplet à ode glant", Méoe de Magte, Uneté de Batna, Batna, 5. [Ae 5] S. Aezk, "Contuton à l étude et la coande d une achne aynchone à doule étole alentée pa onduleu ultneaux", Méoe de Magte, Uneté Houa Bouedene, Alge, 5. [Bag 99]. Baghl, " Contuton à la Coande de la Machne Aynchone, Utlaton de la ogque loue, de Réeaux de Neuone et de Algothe Génétque ", Thèe de Doctoat, Uneté Hen Poncaé, Nancy, 999. [Ba 4] O. Baaone, A. J. Gado, "A enole aale tuctue contol of nducton oto de ", Electc Powe Syte Reeach Elee, Vol. 7 No., pp. 3, 4. [Beg 6] R. Beguenane, M. A. Ouhouche, A. M. Tzynadlowk, " A new chee fo enole nducton oto contol de opeatng n low peed egon", Matheatc and Copute n Sulaton, Vol. 7, No., pp. 9, 6. [Be 4] D. Bee, "Machne aynchone à doule tato alentée pa onduleu à to neaux à tuctue NPC", Méoe de Magte, ENP Alge, 4. [Bla 96] R. G. Blaco, G. M. Ahe, M. Sune, K.J. Badley, "Dynac Pefoance taton fo MRAS aed Senole Inducton Moto De. Pat : Stalty Analy fo the cloed oop De", IEE Poc. Elect. Powe Appl., Vol. 43, No., pp. 3, 996. [Boc 4] M. Bochud,. Bützege, A. Rotzetta, S. Toent, "Coande enole de oteu uhle", Heo, He, BÜTZBERGER, 4. [Bon 95] C. J. Bonanno,. Zhen,. Xu, "A dect feld oented nducton achne de wth out flux etato fo poton enole contol", Poc. of IEEE IAS 95, Oct. 8, Olando USA, Vol., pp , 995. [Can ] C. Canuda, "Optaton, dcétaton et oeateu", Coande de oteu aynchone, Eon Hee, Pa, ance,. [Ca 95] J. Caon, "Modélaton et coande de la achne aynchone", éthode et patque de l'ngéneu, Eon Technp, Pa, ance,

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