Conception d un Correcteur RST Adapté aux Consignes Sinusoïdales: Application à un Convertisseur AC/DC

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1 Conception d un Correcteur RST dapté aux Consignes Sinusoïdales: pplication à un Convertisseur C/DC Saantha LCROIX Laboratoire de Génie Electrique de Paris LGEP / SPEE-Labs, CNRS UMR 857, SUPELEC, Université Paris Sud, Université Pierre & Marie Curie. GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22

2 Projet SOFRCI Objectif : Optiiser le taux d utilisation des éléents des chaines de traction et de charge d un véhicule électrique. Inscrit dans le pôle de copétitivité Piloté par Valeo Systèes de Contrôle Moteur utres partenaires : L2EP ENSM CER Lille GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 2

3 Plan de la présentation Présentation de la topologie SOFRCI 2 Convertisseur C/DC - Modélisation - Stratégie de coande 3 Méthode de conception de régulateurs par placeent de pôles -RST - RST avancé 4 Résultats de siulations et d expérientation 5 Conclusion GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 3

4 Topologie SOFRCI Convertisseur DC/DC Onduleur de puissance Traction Charge Moteur revets déposés par Valéo Réseau onophasé C Grid Single or ou three-phase triphasée GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 4

5 Topologie SOFRCI Réduction de l électronique de puissance en utualisant les fonctions charge et traction Réduction de l encobreent, de la asse élioration du rendeent nnulation du chaps tournant Couplage entre les inductances Variations des inductances en fonction de la position écanique et du niveau de courant Systèe non-linéaire Pas de contacteur écanique Coplexification de la coande GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 5

6 Convertisseur C/DC rchitecture pour une alientation onophasée GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 6

7 Convertisseur C/DC Modélisation Modèle d état Hypothèses : - Mutuelles inductances = - Lθ = L oy - Perturbations = Systèe siplifié ik ~ V k r s Lp k = [a, b, c, d] U i dc dc r r ch ch Cp GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 7

8 Convertisseur C/DC Schéa bloc de la stratégie de coande U * dc + U dc loc loc 2 loc 3 Contrôle tension RST standard I * k + I k Contrôle courant RST standard ou avancé d k 4 Σ U dc 3 k = [a, b, c, d] k = [a, b, c] GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 8

9 Convertisseur C/DC oucles de courant k = [a, b] k 2 = [c] GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 9

10 Coandes par placeent de pôles GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 Méthode de conception du RST Transfert du systèe en boucle ouverte : Transfert échantillonné de la boucle ferée: H * D R S S Y R S T Y Loi de coande recherchée: F R et S sont solutions de l équation diophantienne : R S S - - T - R U - Y * Régulateur Processus D Y

11 Coandes par placeent de pôles Méthode de conception du RST suite Contraintes sur les polynôes Rejet d une perturbation D constante : S S S' Gain statique unitaire du transfert Y/Y* : T R Degré des polynôes Equation de éout: S ' R a deg S' deg a d deg R deg deg a deg a deg a d GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22

12 Coandes par placeent de pôles RST avec anti-windup Y * Régulateur R / F + U c - U - Processus - - D + + Y /F - Saturation + + S - - F - R - F - : polynôe de réglage contenant les pôles choisi pour la copensation et perettant de odifier la dynaique de poursuite du systèe Si la réponse souhaitée est du 2 nd ordre, alors : F T - R est définit par : T F F GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 2

13 3 Coandes par placeent de pôles GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 Méthode de conception du RST vancé RST Consigne et perturbation constante Erreur statique nulle Consigne sinusoïdale Erreur de trainage Transfert du systèe en boucle ouverte : H - - et - - contiennent tous les pôles, éros et les retards purs du systèe que l on ne souhaite pas copenser ou qui ne sont pas copensables. - - et - - contiennent tous les autres teres. Loi de coande recherchée: ' F Consigne sinusoïdale: * * e e Y Y s s s s T j T j t t y s sin *

14 4 Coandes par placeent de pôles GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 Méthode de conception du RST vancé suite L T s cos Y * Erreur de trainage nulle : Déterination des polynôes : T R S Théorèe de la valeur finale : li * e e Y T j T j T où

15 Résultats de siulation RST V U dc U* dc 2 i a i* a i a i* a Teps s GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 5

16 Résultats de siulation RST avancé V U dc U* dc 2 i a i* a i a 9 i* a Teps s GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 6

17 Résultats expérientaux Platefore Convertisseur Carte dspace/fpg Moteur GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 7

18 Résultats expérientaux RST 5 Vres V i a i b i c -2 i d i a iref Teps s GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 8

19 Résultats expérientaux RST avancé V 5-5 Vres i a i b i -2 c i d i a iref Teps s GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 9

20 Conclusion rchitecture systèe Optiisation du taux d utilisation des coposants Utilisation d un oteur en tant qu inductance Coande du convertisseur Correcteur RST avec rejet de perturbation constante et poursuite de consigne sinusoïdale onnes perforances obtenues en teps réel GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 2

21 Merci de votre attention GDR MCS-SEEDS CSE 4/6/22 2