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 ] ]