MÉMOIRE Pour l obtention du Diplôme de

Républque Algéenne Démocatque et Populae Mntèe de l Enegnement Supéeu et de la Recheche Scentfque Uneté Mentou de Contantne Faculté de Scence de l Ingéneu Dépatement d Electotechnque N d ode :... Sée :... MÉMOIRE Pou l obtenton du Dplôme de MAGISER EN EECROECHNIQUE Opton: Modélaton Et Commande De Machne Electque Péenté pa : REZGUI SAAH EDDINE HÈME : COMMANDE DE MACHINE EECRIQUE EN ENVIRONNEMEN Matlab/Smulnk et emp Réel Applcaton à la machne aynchone: Commande Vectoelle San Capteu Mécanque SVPWM, Mode Glant, MRAS Soutenu publquement le / / 9 deant le juy compoé de : Pédent : BENOUNSI A. Maîte de Conféence U. Contantne Rappoteu : BENAA H. Pofeeu U. Contantne Examnateu : BOUZID A. Pofeeu U. Contantne CHENNI R. Maîte de Conféence U. Contantne

الحمد الله رب العالمين و الصلاة و السلام على رسول االله «وقل رب زدني علما «طه " "4

A ma mèe et mon pèe A mon époue A mon fèe et me œu A me enfant et mon neeu A toute ma famlle A me am et collègue

Remecement Remecement e taaux péenté dan ce mémoe ont été effectué au en du laboatoe d'électotechnque de Contantne EC. An, je ten à expme me f emecement à Moneu BENAA H., pofeeu à l'uneté de Mentou Contantne, pou ao dgé ce taal, et pou la confance et l'ntéêt qu'l a témogné tout au long de la éalaton de ce taal. Me emecement dtngué ont à Moneu BENOUNSI A., Maîte de Conféence à l'uneté de Mentou Contantne, pou m'ao fat l'honneu de péde le juy. Je emece ement Moneu BOUZID A., pofeeu à l'uneté de Mentou Contantne, chef du dépatement d'électotechnque, pou ao accepté d'examne ce mémoe. Me f emecement ont au à moneu CHENNI R. Maîte de conféence au dépatement d électotechnque de l uneté de Mentou Contantne pou ao accepte d'examne ce taal en me faant l honneu de patcpe à ce juy. Je ten à emece tou le enegnant du dépatement d'électotechnque, et pécalement me pofeeu en pote gaduaton Meeu: ARECHE, KHEZZAR, BEAHRECHE, BOUCHERMA, MEHASNI, et NEMMOUR. Je n'oublea pa M CHORFIA MOHAMED pou ont outen et e encouagement. Je emece tou me collègue du laboatoe d'électotechnque, notamment Meeu: BORNI A., ZAROUR., OUFOUI R., ABED Kh., NABI Kh., BOUAHIA A., qu ont ûement contbué à ce modete taal. Enfn je emece tou ceux qu de pé ou de lon ont patcpé à l'élaboaton de ce taal.

Sommae

Sommae Sommae Dédcace... Remecement..... Sommae... Notaton et ymbole.. Intoducton généale.......... Chapte I Etat de l'at et modélaton de la MAS et de l'onduleu I. Etat de l'at I.. Intoducton. 4 I.. Commande calae.... 4 I.. Commande ectoelle à flux oenté FOC. 5 I..4 Commande decte du couple DC... 6 I..5 Compaaon ente FOC et DC 7 I..6 Commande an capteu de tee.. 7 I. Modélaton de la MAS I.. Intoducton..... 9 I.. Hypothèe mplfcatce 9 I.. Modèle mathématque de la MAS... I... Equaton en tphaée.. I... Equaton en dphaée. I... Chox du epèe dq 4 I... Réféentel lé au champ tounant 4 I... Expeon en modèle d'état 6 I...4 Réféentel lé au tato epèe tatonnae αβ.. 7 I...5 Paage ente le epèe dq et αβ 9 I..4 Réultat de mulaton.. 9 I. Modélaton de l'onduleu de tenon I.. Intoducton I.. e compoant de l'électonque de puance. I... Chox de nteupteu.. I... Concluon.. 6

Sommae I.. Modèle mathématque de l'onduleu de tenon. 7 I..4 a technque de modulaton "Snu-angle" SPWM 9 I..5 a technque de modulaton ectoelle SVPWM I..6 Concluon 9 Chapte II Etude et decpton de pncpale commande ndutelle II. Commande calae de la MAS II.. Intoducton. 4 II.. Pncpe de la méthode 4 II.. Concluon.. 4 II. Commande ectoelle de la MAS II.. Intoducton 4 II.. Pncpe de la commande ectoelle. 4 II.. a commande ectoelle ndecte à flux otoque oenté IRFOC. 44 II... Intoducton 44 II... Me en équaton de la commande IRFOC 44 II... Etmaton de ω S et de θ S 45 II...4 Expeon du couple électomagnétque.. 46 II...5 Découplage.. 47 II...5. Découplage pa compenaton.. 47 II...6 Calcul de égulateu. 48 II...7 Réultat de mulaton aec onduleu à commande SPWM 49 II...8 Réultat de mulaton aec onduleu à commande SVPWM 5 II...9 Compaaon ente le éultat obtenu pa SPWM et SVPWM.. 5 II... Impact de la aaton de la étance otoque R.. 5 II... Concluon 54 II. Commande decte du couple de la MAS II.. Intoducton. 55 II.. Pncpe de la commande DC.. 55 II... Règle d'éoluton du flux tatoque 55 II... Règle d'éoluton du couple électomagnétque. 58 II... Concluon 59 II.. Elaboaton de la commande decte du couple. 6

Sommae II... Régulaton du flux tatoque 6 II... Régulaton du couple électomagnétque.. 6 II... Elaboaton de la table de commande... 6 II...4 Etmaton du flux tatoque et du couple. 6 II...4. Modèle en tenon. 6 II...5 Schéma de la commande 64 II..4 Réultat de mulaton. 65 II..4. Réultat de la DC.. 65 II..4. Effet de la aaton de la étance tatoque... 66 II..4. Effet de la bande d'hytéé de égulateu 67 II..4.4 Effet de la bande d'hytéé du égulateu de flux tatoque 67 II..4.5 Effet de la bande d'hytéé du égulateu de couple. 69 II..5 Compaaon ente le commande IRFOC et DC. 7 II..6 Concluon. 7 Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS III. Intoducton. 7 III. Pncpe du contôleu à mode glant.. 7 III. Bae théoque de la commande pa mode glant.. 74 III.. Chox de la uface de glement... 74 III... Condton d'extence du mode glant... 75 III.. Détemnaton de la lo de commande 76 III... a Commande equalente. 76 III.4 Commande de la MAS pa égulateu à mode glant 79 III.4. Régulaton en cacade pou l'aeement de la tee. 8 III.4.. Défnton de la uface de égulaton de la tee 8 III.4.. Obeateu de uenbege.. 8 III.4.. Défnton de uface de égulaton de couant. 8 III.4. Réultat de mulaton de la commande VSC 8 III.4.. Réultat pou une commande dcontnue de type «gn». 8 III.4.. Réulta pou une commande adouce de type «at».. 85 III.4. Applcaton d'une aute aante de uface.. 86 III.4.4 Applcaton d'une tuctue mxte IP/VSC 89 III.4.5 Impact de la aaton de la étance otoque R 9 III.5 Concluon 9

Sommae Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS IV. Intoducton. 94 IV. e ytème adaptatf à modèle de éféence MRAS. 94 IV.. Modèle baé u le flux Rotoque.. 95 IV.. Modèle baé u la foce conte électomotce fcém 95 IV. a Méthode MRAS baé u la puance éacte. 96 IV.. Calcul de la puance éacte.. 96 IV.. Mécanme d'adaptaton 98 IV... Decpton généale. 98 IV... Applcaton à la commande ectoelle 99 IV.4 Schéma globale de la commande IRFOC an capteu. 99 IV.5 Réultat de mulaton. IV.6 Concluon.. Concluon généale et pepecte 4 Annexe 6 Annexe_A : e paamète de la machne aynchone étudée. 6 Annexe_B : 'ndex de modulaton. 6 Annexe_C : C. Régulateu de tee. 8 C.. Régulateu PI 8 C.. Régulateu IP.. 9 C. Régulateu de couant.. C.. Régulateu du d C.. Régulateu du couant q.. Annexe_D : D. Obeateu de uenbege du couple de chage. D. Etude de tablté de la méthode décte dan III.4. Annexe_E : Etude de tablté de la méthode popoée.. Annexe_F : Compaaon de la commande popoée aec de atcle 4 Réféence bblogaphque.

Notaton et Symbole Notaton et Symbole DC fcém FOC IRFOC MAS MRAS MCC PI SMC VSC : Commande Decte du Couple : foce conte électomotce : Commande Vectoelle à Flux Oenté : Commande Vectoelle Indecte à Flux Rotoque Oenté : Machne Aynchone : Sytème Adaptatf à Modèle de Réféence : Machne a Couant Contnue : égulateu popotonnel ntégale : commande pa mode glant : commande à tuctue aable [ ] : matce de nductance pope et mutuelle ente phae tatoque [ ] : matce de nductance pope et mutuelle ente phae otoque [ m ] : matce de nductance mutuelle ente phae tatoque et otoque l m : nductance mutuelle ente enoulement tatoque l m : nductance mutuelle ente enoulement otoque l m : maxmum de l'nductance mutuelle ente phae tatoque et otoque : Inductance cyclque tatoque : Inductance cyclque otoque : Inductance mutuelle cyclque ente tato et oto m ω S, ω, ω Sl : pulaton tatoque, otoque, et de glement Ω : la tee mécanque ω p Ω θ, θ, θ l : angle électque tatoque, otoque, et du glement x, x * : ecteu d'epace et conjugué X : gandeu complexe X : module dq : axe coepondant au éféentel lé au champ tounant x d, x q : compoante de ecteu dan le epèe dq αβ : axe coepondant au éféentel lé au tato x α, x β : compoante de ecteu dan le epèe αβ x *, x ef : aleu et gandeu de éféence x~ : aleu et gandeu obeée Q R, R e f J p : flux total : tenon : couant : puance éacte : étance d enoulement tatoque et otoque pa phae : couple électomagnétque : couple étant : coeffcent de fottement queux : moment d nete : nombe de pae de pôle

Notaton et Symbole C K p, K K x mn n Sx, S t t z σ u x *, x ef x eq x n : capacté du flte : gan de égulateu PI : gan de gandeu de commande : mnute : degé elatf : opéateu de aplace : uface de glement de la aable x : temp : tou : contate de temp otoque : contate de temp tatoque : péode d échantllonnage : coeffcent de dpeon de Blondel : gandeu de commande : gandeu et aleu de éféence : la gandeu de commande équalente : la gandeu de commande dcontnue x

Intoducton généale

Intoducton généale Intoducton généale e machne à couant contnu MCC ont été lagement utlée dan le domane nécetant de entaînement à tee et poton aable, gâce à la mplcté de la commande du flux et du couple à pat du couant d exctaton et du couant d ndut. a machne aynchone MAS, de pa a mplcté de concepton et d'enteten, a la faeu de ndutel depu on nenton pa N. ESA, quand l décout le champ magnétque tounant engendé pa un ytème de couant polyphaé. Cette mplcté 'accompagne toutefo d'une gande complexté phyque, lée aux nteacton électomagnétque ente le tato et le oto, c'et pouquo elle a été utlée depu longtemp dan le entaînement à tee contante. a machne aynchone et actuellement la machne électque dont l'uage et le plu épandu dan l'ndute. Se pncpaux aantage édent dan l'abence de bobnage otoque machne à cage, tuctue mple, obute et facle à contue. Son domane de puance a de quelque watt à plueu mégawatt, elée dectement au éeau ndutel à tenon et féquence contante, elle toune à tee peu nféeue de la tee de ynchonme on dt alo qu'l y a glement. Gâce à l éoluton technologque de l électonque de puance et de la mco-nfomatque, le domane d entaînement électque à tee aable, a connu ce denèe année un eo condéable. Cet aantage a joué en faeu de la MAS, ca actuellement elle et utlée pou la éalaton de la majoté de entaînement à tee aable. En effet, la pemèe commande qu a état ntodute dan l'ndute état la commande calae, tè épandue pou a mplcté et on coût édut, elle a occupée une gande pate de applcaton ndutelle à tee aable. Seulement, le demande aux applcaton plu pefomante ont ouet le ox aux checheu pou éale de commande appopée qu épondent aux exgence ndutelle. a commande ectoelle FOC conttue actuellement un domane de echeche patculèement ntéeant, a plage 'étend de pette puance juqu'aux entaînement de gande puance. Elle et l'éoluton du contôle calae tout en mantenant e pefomance en égme tantoe. a gande dfféence ente ce deux tatége de commande, éde dan le fat que pou un contôle ectoel le paamète de la machne doent ête connu aez pécément, la dynamque du contôle deent de plu en plu effcace aec une bonne connaance paamétque.

Intoducton généale Ma cette éoluton de églage et l'augmentaton de pefomance en dynamque, e payent chèe. e fat qu a condut d'aute checheu à toue de commande au pefomante et mon coûteue, ce effot en étaent écompené pa l'ntoducton de la commande decte du couple DC, conçue eentellement pou concuence a pécédente, elle a fat e peue ma qu n'état pa an nconénent. Gâce aux éoluton actuelle, beaucoup de taaux de echeche ent à déeloppe le pefomance de ce deux gande méthode. 'objectf de ce taal et d'effectue un déeloppement complet d'une commande ectoelle à flux otoque oenté d'une machne aynchone IRFOC. Aec une tentate d'améloaton de cette commande. En patant pa l'onduleu de tenon, paant pa le égulateu, et acheant pa de technque pou uppme le capteu. a dponblté et l acceblté decte de éultat, à pat de mulateu ont néceae dan tou le taaux de echeche modene. An, dan le cade de cette étude nou aon chot de taalle ou enonnement Matlab/Smulnk. An donc ce mémoe et ogané comme ut: Dan le peme chapte, nou débuteon pa un état de l'at u le pncpale méthode de commande qu extent ndutellement, notamment la commande calae, ectoelle FOC, et la commande decte du couple DC, où l'on péentea le aancée en matèe d'améloaton de chaque tatége de commande. Nou pouuon enute pa la modélaton du moteu aynchone en t et dphaé an qu'à a epéentaton dan le dfféent epèe, choe qu 'aèe ndpenable pou étude la dynamque et le compotement de la machne tant aux égme tantoe qu'au égme pemanent. Pu on pocédea à l'étude de l'onduleu de tenon dan laquelle on dcutea de dfféente méthode de modulaton MI en e concentant u la MI ectoelle ou SVPWM. Cette denèe a fat l'objet de plueu étude et me en œue dan la commande de machne, et elle et deenue tè ntéeante utout qu'elle et mplémentée ndutellement. Dan le deuxème chapte on étudea le dfféente méthode de commande ctée pécédemment. e technque péentée ont le fome de bae, et en ue d'améloe la commande IRFOC, dan la pemèe pate la technque SVPWM et applqué à l'onduleu de tenon, on analyea le éultat obtenu pa mulaton, aec une analye compaate ente la DC et la IRFOC en teme de aaton paamétque et épone dynamque, aec le chox d'une méthode à élaboe.

Intoducton généale Dan le toème chapte, et pa ouc de obutee de la commande IRFOC choe on ntodua de égulateu à mode glant en cacade, une étude théoque ea conacé aux concept de bae de ytème à mode glant, apè on pocédea à la mulaton et à l'analye de éulta. Enfn, on tentea d'aoce le égulateu à mode glant aux égulateu claque popotonnelle ntégale PI, et te le concluon apè mulaton. Dan le quatème chapte, et u le nconénent nhéent à l'utlaton de capteu mécanque, beaucoup de taaux ont poté l'ntéêt u la uppeon de ce dene, cela nou a ncté à améloe note commande en choant une de melleue technque qu extent à cet objectf, qu et la MRAS Model Refeence Adapte Sytem. En pemèe pate on pocèdea a l'étude théoque de la technque MRAS, pu on paea à la mulaton et l'ntepétaton de éultat obtenu. Ce mémoe ea acheé pa une concluon généale u la commande popoée de la machne aynchone, et le taaux qu peuent ête enagé en pepecte.

Chapte I Etat de l'at et modélaton de la MAS et de l'onduleu

Chapte I Etat de l'at I. Etat de l'at I.. Intoducton a machne aynchone de pa e aantage nconteté mplcté de concepton et d'enteten, fable coût, et utout abence de l'enemble bala-collecteu, et de lon la machne la plu utlée en ndute, le checheu ne e laent d'améloe e pefomance tant à la machne ellemême MAS mult phae et à double étole, MAS à double cage, et à cage pofonde, MAS doublement almentée, MAS utlé en généatce, qu'à a commande, autant que pemettent le pogè en matèe de compoant électonque et matéaux ndutel. Pa conte le contôle de la MAS e heute à une gande complexté phyque lée au couplage électomagnétque ente le tato et le oto. a machne aynchone a donc été utlée eentellement à tee contante. outefo le déeloppement de ytème utlant le machne aynchone fonctonnant à féquence aable a été poble gâce d une pat, au déeloppement de calculateu puant tel que le DSP, et le mcocontôleu facltant an l mplantaton d algothme complexe temp éel dan le ytème d nfomatque ndutel actuel, et d aute pat aux em-conducteu de puance de haute pefomance qu conttuent le coneteu tatque aocé aux ytème de commande. e poblème d'almentaton et de calcul étant églé, de dee commande ont pu ête mplantée dan de condton atfaante pemettant an d'étende la gamme de puance d'utlaton de la MAS dan le commande à tee aable et upplanté la machne à couant contnu longtemp utlée. e commande le plu féquente ont la commande calae, la commande ectoelle, et la commande decte du couple. R-q: Noton en peme leu que le taaux cté ont à tte non exhautf. I.. Commande calae a commande calae, pemet de contôle le couple en égme pemanent aec le mantent du flux dan la machne à une aleu fxe. Ce type de contôle conent utout à de pefomance moyenne de fonctonnement de la machne aynchone. Cette commande et ce, nonobtant e nconénent -à- e pefomance, beaucoup utlé dan l'ndute ca elle et faoée pa a mplcté et on coût plutôt bon maché. Ma néanmon l exte dan la lttéatue de taaux qu ent à on améloaton en utlant de technque modene tel que l'optmaton de égulateu pa logque floue, ou pa l'adjoncton d'algothme tablant, tout en etant mple à mette en œue [][]. 4

Chapte I Etat de l'at I.. Commande ectoelle à flux oenté FOC Quand à la commande ectoelle abégé FOC, aec e deux fome, decte DFOC et ndecte IRFOC, elle dépae lagement pa e capacté la pécédente loqu'l 'agt de contôle à haute pefomance, et ete tè compétte dan le domane de la commande de machne électque, ca depu on déeloppement en Allemagne à la fn de année oxante et début oxante-dx pa Hae IRFOC et Blachke DFOC, elle et toujou me à jou aec le noueaux technque qu e péentent. e pncpe de la FOC epoe u le fat que le couple et le flux de la machne ont contôlé ndépendamment, comme dan une machne a couant contnu à exctaton épaée. e couant ntantané tatoque ont tanfomé dan un epèe tounant algné au ecteu du flux otoque, tatoque, ou ce de l'ente-fe, afn de podue deux compoante du couant, elon l'axe d compoante qu contôle le flux, et celle de l'axe q compoante qu contôle le couple. e poblème majeu de la technque FOC à égulateu popotonnel ntégal PI et qu'elle et tè enble aux aaton paamétque de la machne, utout le contante de temp otoque et tatoque [], u ce fat tou le checheu qu ont u le fome de bae de la FOC ont eu pou ouc de la déenble en la endant obute et fable -à- de aaton paamétque malheueuement nétable. D'nnombable taaux ont été m en œue, pam eux ce qu ont popoé l'dentfcaton en-lgne on-lne de la contante de temp tatoque, et otoque pou le calcul jute de la tee angulae du glement, et du fat ont contbué énomément à la l'améloaton de la épone dynamque du couple et de la tee [4][5]. En teme de obutee ene le ncettude dont le aaton paamétque et le petubaton extene, [6] a ntodut l'applcaton de égulateu à mode de glement pou la commande de la MAS, méthode qu a fat e peue, et depu, plueu taaux ont u [7][8], ma qu aaent le poblème du phénomène de boutement chatteng dû à la dcontnuté de la commande, toutefo ce phénomène et pafatement maîté pa l'ntoducton de commande douce, ntégale ou pa l'utlaton de technque à bae de logque floue [9][][]. Il et ntéeant de mentonne qu'l y a de taaux qu aocent dan la même commande de égulateu à mode glant et de égulateu popotonnel ntégale PI, et en ntoduant la technque de modulaton de lageu d'mpulon ectoelle SVPWM [][][4]. e éultat obtenu ont atfaant ca la technque SVPWM édut le hamonque de couant tatoque, et améloe en égme pemanent le poblème d'ondulaton du couple, flux et couant, tand que le contôleu à mode glant contbue à la obutee de la commande. 5

Chapte I Etat de l'at I..4 Commande decte du couple DC Dan le année écente beaucoup d'étude ont été déeloppée afn de toue de oluton pou la commande de la machne à nducton ayant pou but d'ao une épone péce et apde du couple, et édue la complexté de la commande ectoelle à flux oenté. 'ntoducton de la commande decte du couple et du flux abégé DC pa akahah DC et Depenboak DSC au mleu de année quate-ngt a été econnue en tant que oluton able pou éale ce condton. a DC a ouet un nouel hozon dan le domane de la commande, en effet le pncpe de cette méthode et de contôle le couple et le flux de la machne dectement, cela et éalé à tae de compaateu à hytéé qu compaent le aleu de éféence aec celle etmée, pu commande dectement le état de l'onduleu afn de édue le eeu de couple et de flux dan le lmte de la bande d'hytéé. San pae pa de calcul goueux de tanfomaton ente epèe, et mon de égulateu jugé top enble aux aaton de paamète n le beon de généateu à modulaton de lageu d'mpulon MI ou PWM en angla. Ce qu condut à une épone dynamque beaucoup plu ntéeante compaée aec la technque FOC [5] [6]. Quand le flux et ho de la bande d'hytéé, la féquence de l'onduleu change et le flux pend un chemn optmal e la aleu déée, cec et la caue du pncpal nconénent de la DC qu et l'ondulaton que péente le couple, le flux, et le couant en égme pemanent, ceux-c ont eflété u l'etmaton de la tee et a épone, et au e taduent pa de but acoutque accu [7]. Comme la FOC, plueu o même beaucoup de taaux ont u de deux fome de bae popoée pa akahah et Depenboak afn de palle à ce poblème petant. l y a ce qu ont utlé l'onduleu mult neaux [8], oluton qu 'aèe complexe et coûteue, et d'aute qu ont utlé la technque SVM pace ecto modulaton, on pncpe et d'mpoe le ecteu de tenon appopé pa modulaton ectoelle d'epace [9], le ondulaton ont édut condéablement ma à féquence de commutaton pa tout à fat contante d'autant plu que cette méthode aat de dépendance paamétque notamment la étance tatoque et exgeat de gand calcul en lgne. Dan [] le auteu on emplacé la table de été pa plueu en applquant un nombe de ecteu plu gand que ceux applqué en DC claque en utlant de compaateu à cnq neaux, cette technque et appelée DSVM dcete pace ecto modulaton, la méthode a été mplémentée en mulaton et éalé expémentalement, le éultat obtenu ont monté l'effcacté de cette méthode -à- de ondulaton an augmente la complexté de la DC ognale. Récemment d'aute étude ont utlé la logque floue; ot pou adapte la bande d'hytéé [6] et ont obtenu de éultat atfaant même en bae tee, ot pou optme la table de été [] aec de bon pefomance du couple et du flux en égme pemanent, d'aute ont utlé la 6

Chapte I Etat de l'at technque qu aoce SVM aec logque floue FDC [], le ondulaton ont été emaquablement mnmée à féquence de commutaton qua contante. I..5 Compaaon ente FOC et DC De étude compaate ente la FOC et la DC ont eu leu afn de monte le aantage et nconénent de chacune, dan [] le auteu ont conclu apè une étude expémentale que la DC aat le méte pa appot à la FOC, pa de néceté de égulateu de couant n de tanfomaton de coodonnée, pa enble aux paamète de la machne m à pat la étance tatoque et pa beon de capteu de tee pou l'mplémente. Ma l'atcle a om la compaaon en teme d'ondulaton du couple et du flux. Pa conte dan [4] le auteu ont mt en œue une compaaon aez jute de deux technque de bae DC et DFOC ca l ont en commun d'ête ntnèquement an capteu de tee, le éultat ont monté claement qu'en égme pemanent et pou de dfféente aleu de la tee et du couple de chage, le couant dan la DFOC ont nettement mon ondulé pa appot à ceux de la DC, qu en plu péentent un pecte che en hamonque de fable ampltude ma qu 'étale u toute la plage de féquence à l'nee de la DFOC. Au en gande tee, l'ampltude de ondulaton du couple dan la DC été légèement plu gande que celle en DFOC qu aat une fome plu égulèe et unfome. Pa ute et en égme tantoe, le pefomance de chaque commande on été teté ute à la épone à un échelon de couple de chage pou dfféente aleu de tee, le éultat ont monté que la DC état melleu en teme temp de épone, cec et dû à la péence de égulateu PI dan la DFOC qu etade la épone du couple. Au le auteu ont emaqué que dan le bae tee la DC été mon table dû à l'effet de la étance tatoque. a concluon de l'atcle et que le pefomance de deux technque ont compaable, et peuent ête améloé pou éte an le nconénent que péente chacune d elle. a melleu technque ea donc celle qu ea améloée en teme de obutee en e le ncettude ntene et extene et en teme de épone dynamque, toute en etant mon complque à l'mplémentaton ndutelle. I..6 Commande an capteu de tee 'utlaton de commande déeloppée pou la machne aynchone lu confèe beaucoup d'aantage, ma l'utlaton de capteu mécanque tel que de généatce tachymétque, eole, ou codeu ncémentaux pou la tee nut à la obutee et la fablté de commande pou de multple aon. D'abod placé u l'abe de la machne le capteu augmente le olume et le coût global du ytème, en effet dan le machne à pette puance à 5 kw le coût du capteu et enon emblable à celle de la machne, au pou le machne à 5 kw, le 7

Chapte I Etat de l'at coût et de à % pa appot au coût de la machne elle-même [5]. En plu, le placement du capteu nécete de modfcaton u l'abe de la machne et demande un montage délcat et une attenton pécale aux but de meue. Afn de pale ce nconénent nhéent, beaucoup de taaux on été popoé pou la commande ectoelle de la machne aynchone an capteu mécanque, Ce méthode e faoent elon, leu enblté aux aaton paamétque, leu mplcté à l'adaptaton et à l'mplantaton. Il y a celle qu ont baée u l'explotaton de l'anotope patale allance du ccut magnétque tel que le encoche otoque [6]. D'aute technque que ont le obeateu, utlent le modèle de la machne telle que l'obeateu de uenbege [7], et le flte de Kalman [8], ben que ce méthode ont en meue de pale le aaton mpotante de la étance otoque, malheueuement l'mplantaton du flte de Kalman en temp éel et dffcle à caue du nombe d'opéaton néceae à chaque péode d'échantllonnage pou éactuale le etmaton. Dan [9] qu a utlé un obeateu à mode glant, l a augmenté la obutee du ytème et a étendu la plage de tee de zéo aux gande tee, ma le phénomène du chatteng ete l'nconénent majeu de ce technque. a méthode baée u le ytème adaptatf à modèle de éféence abége MRAS a poué que c'et l'une de melleu technque popoée pa le checheu, gâce aux gande pefomance qu'elle péente en teme de fablté, tablté, et mon d'effot de calcul []. Depu on ntoducton pa [], le checheu ne ceent d'améloe et d'explote le aantage qu'offe cette technque [][][4][5]. Cette denèe e bae u deux modèle de la machne aynchone, le modèle dt de éféence et le modèle adaptatf, qu e baent u le flux, la conte foce électomotce fcém, ou la puance éacte, ce deux modèle ont compaé et leu dfféence et ntodute dan un mécanme d'adaptaton égulateu PI dont la ote et la tee déée. Cette denèe technque ea adoptée dan la ute de ce taal. 8

Chapte I Modélaton de la MAS I. Modélaton de la MAS I.. Intoducton a machne aynchone, ouent appelée moteu à nducton compend un tato et un oto, conttué d'emplement de tôle d ace au lcum et compotant de encoche dan lequelle ont placée le enoulement. e tato et fxe ; on y toue le enoulement elé à la ouce, l objectf étant d obten une épatton de foce magnétomotce et du flux la plu nuoïdale poble dan l entefe. e oto et monté u un axe de otaton. Selon que le enoulement du oto ont acceble de l extéeu ou ont femé u eux même en pemanence, ont défnt deux type de oto : bobné ou à cage d écueul, toutefo, la denèe tuctue et ouent pe lo de modélaton comme électquement équalente à celle d un oto bobné dont le enoulement ont en cout-ccut [6]. 'objectf de ce chapte et de péente mathématquement la modélaton de la machne aynchone ou fome de dfféent modèle d'état elon le chox du epèe, ce modèle ont défn dan un éféentel dphaé, ot tounant dq, ot fxé au tato αβ, ce dene ont détemné à pat du éféentel tphaé conentonnel de la machne aynchone à l'ade de tanfomaton mathématque adéquate. Enute, on pocèdea à la modélaton de l'almentaton de la machne, qu et l'onduleu de tenon à deux neaux, aec une decpton de méthode de commande appochée à MI nu-tangle SPWM, et une attenton patculèe à la MI ectoelle qu ea notée SVPWM, tè appécée pa e aantage loqu elle et aocée à la commande de machne électque. I.. Hypothèe mplfcatce a modélaton et une phae pmodale u le chemn de la mulaton et la éalaton. e modèle adopté deat ntepéte le plu fdèlement poble l'enemble de phénomène que le concepteu cheche à mette en édence, pou an péde le compotement en égme dynamque et tatonnae du ytème phyque. Seulement le machne électque ont de ytème tè complexe, pou en ten compte dan leu modélaton de tou le phénomène phyque qu'elle contennent. Il et alo eentel d'admette quelque hypothèe mplfcatce conentonnelle, qu tout de même n'altèent pont l'authentcté du modèle de la machne dan le cade de ce taal [7]. 9

Chapte I Modélaton de la MAS e hypothèe mplfcatce adoptée dan ce taal ont péentée comme ut: Répatton patale nuoïdale de l'nducton magnétque à tae l'entefe, ce qu e tadut pa une aaton nuoïdale de nductance mutuelle ente le tato et le oto, cela mplque une aaton nulle de la peméance magnétque due aux encoche. e couant ndut dan le ccut magnétque couant de Foucault ont uppoé néglgeable, an qu'aux phénomène de l'hytéé et l'effet de peau. a atuaton magnétque ne ea pa pe en compte, ce qu pemetta d'éce le flux pope de la machne comme de foncton lnéae de couant. e Rétance de enoulement ont condéé comme contante. I.. Modèle mathématque de la MAS I... Equaton en tphaée e tato et conttué de to enoulement épat dan l'epace, et épaé d'un angle électque de, le même popo 'applquent au oto qu'l ot à cage d'écueul ou fomé de to bobne. a fgue I. llute la dpoton de enoulement tatoque et otoque: b a b θ a c c Fg.I.: Repéentaton patal de enoulement de la MAS Dan le epèe tphaé, le to ecteu a, b, c, ont oenté elon le axe de to enoulement tatoque de la machne. Il et de même pou le oto.

Chapte I Modélaton de la MAS 'axe a et ouent condéé comme éféence, et l'angle θ défnt la poton du oto pa appot au tato. En tenant compte de hypothèe mentonnée pécédemment le équaton électque de tenon tatoque et otoque peuent 'éce ou fome matcelle en applquant la lo d'ohm comme ut: au tato : [ V ] [ R ][ I ] abc au oto : [ V ] [ R ][ I ] abc [ ] d abc I- abc dt [ ] d abc abc I- dt e gandeu, [V abc ], [I abc ], [ abc ], ont de ecteu de dmenon x défnt comme ut: a [ V ] ; [ I ] ; [ ] abc b c abc a b c a abc b I- c Celle du oto ont: a [ V ] ; [ I ] ; [ ] abc b c abc a b c a abc b I-4 c e matce de étance de enouement tatoque et otoque ont défne comme ut: R R I-5 [ ] R ;[ R ] e flux totaux de la machne ont en elaton aec le couant pa l'ntemédae de équaton uante: [ ] [ ][ I ] [ ][ I ] I-6 abc abc m abc [ ] [ ][ I ] [ ][ I ] I-7 abc abc m abc aec: l lm lm [ ] lm l lm I-8 l m lm l

Chapte I Modélaton de la MAS l lm lm lm l lm I-9 l m lm l [ ] où: 4π π Co θ Co θ Co θ π π m lm Co θ Co θ Co θ I- π π Co θ Co θ Co θ [ ] [ ] : Matce de nductance pope et mutuelle ente phae tatoque. [ ] : Matce de nductance pope et mutuelle ente phae otoque. [ m ]: Matce de nductance mutuelle ente phae tatoque et otoque. l m : Inductance mutuelle ente enoulement tatoque. l m : Inductance mutuelle ente enoulement otoque. : Maxmum de l'nductance mutuelle ente une phae du tato et une phae de oto. l m Noton que, la matce de nductance mutuelle otoque n'et d'aute que la tanpoée de celle de nductance mutuelle tatoque; [ m ] [ m ] t. I... Equaton en dphaée e modèle dphaé de la MAS 'effectue pa une tanfomaton du epèe tphaé en un epèe dphaé, qu n'et en fat qu'un changement de bae u le gandeu phyque tenon, flux, et couant, l condut a de elaton ndépendante de l'angle θ et à la éducton d'ode de équaton de la machne. a tanfomaton la plu connue pa le électotechncen et celle de Pak 99 [8]. a fgue I. met en elef l'axe dect d du éféentel de Pak, et l'axe en quadatue d'ndce q. q b d b θ θ l θ a a c c Fg.I.: Poton de axe dq pa appot aux axe de la machne

Chapte I Modélaton de la MAS Pou mplfe le équaton, le epèe de Pak de gandeu tatoque et otoque doent coïncde, cec et poble gâce à la elaton uante: θ θ θ l I- a matce de tanfomaton de Pak [] et défnt comme ut: [ ] 4 4 π θ π θ θ π θ π θ θ Sn Sn Sn Co Co Co I- On a cho /, pou le aleu nchangée de ampltude de tenon, couant, et flux. θ et l'angle ente l'axe d et l'axe de éféence dan le ytème tphaé. a tanfomaton decte et alo: c b a q d x x x Sn Sn Sn Co Co Co x x x 4 4 π θ π θ θ π θ π θ θ I- Où, x epéente le aable condéée de la machne qu ont tenon, couant ou flux. a aable x epéente la compoante homopolae, ajoutée pou ende la tanfomaton éeble, elle et nulle loque le neute n'et pa banché. a tanfomée de Pak nee et néceae afn de een aux gandeu tphaée, elle et défne pa: q d c b a x x x Sn Co Sn Co Sn Co x x x 4 4 π θ π θ π θ π θ θ θ I-4

Chapte I Modélaton de la MAS I... Chox du epèe dq Ce qu end la tanfomaton de Pak attayante, et que l'oentaton du epèe dq peut ête quelconque. Il exte to chox mpotant, le epèe dq peut ête fxé au tato, au oto ou au champ tounant, Selon l objectf de l applcaton [9] [4]: - Repèe d axe dq fxe lé au tato ou epèe tatonnae θ. e gandeu électque éoluent en égme pemanent électque à la pulaton tatoque ω. Cette méthode ea etenue tè ouent dan l étude de obeateu. - Repèe d axe dq lé au oto θ l. e gandeu éoluent en égme pemanent électque à la pulaton de couant otoque ω l. Elle ont de fable féquence féquence de glement. - Repèe d axe dq lé à l un de flux de la machne. e modèle et mplfé pa l utlaton d équaton plu mple. En égme pemanent électque le gandeu du modèle ont contnue. Cette méthode et ouent utlée dan l étude de la commande. I... Réféentel lé au champ tounant Symbolé pa le ecteu flux tatoque, le champ tounant et le champ cée pa le bobnage tatoque et qu toune, en égme pemanent, à la tee de ynchonme. S on chot de fxe le epèe dq au champ tounant alo on a: dθ dt ω ω ω ω ω pω l I-5 où : ω : et la pulaton tatoque ω : et la pulaton otoque ω l : et la pulaton du glement Ω : la tee mécanque, elle et elée à la pulaton otoque pa : ω p Ω Equaton électque e équaton électque de la MAS dan un epèe de Pak lé au champ tounant ont: au tato: d q R R d q d dt d dt d q ω ω q d I-6 4

Chapte I Modélaton de la MAS au oto: d q R R d q d dt d dt d q ω pω ω pω q d I-7 ceux de flux totaux ayant pou aleu: pou le tato: pou le oto: où: a m l : Inductance cyclque tatoque. l : Inductance cyclque otoque. a m l m m d q d q d q d q m d m q m d m q : Inductance mutuelle cyclque ente tato et oto. I-8 I-9 Equaton mécanque e modèle électque dot ête complété pa le expeon du couple électomagnétque et de la tee, décant an le mode mécanque. e couple électomagnétque e peut e mette ou plueu fome: où: K e e e p : le nombe de pae de pole. t p m p dq qd p qd dq p m q I d d I q e I- K I- t d q q d Noton que c'et la elaton I- qu ea etenue, ca elle dépend de aable d'état adoptée. a tee de otaton mécanque e dédut de la lo fondamentale de la mécanque généale la omme de couple à l'abe et équalente au couple netel, elle 'éct donc: 5

Chapte I Modélaton de la MAS dω J e f Ω I- dt où: J : et l'nete de toute le mae tounante amenée à l'abe de la machne. : le couple de chage. f : Coeffcent du fottement queux. I... Expeon en modèle d'état Mantenant on a ééce le équaton de la machne en modèle d'état en ue de a commande, en penant le couant tatoque d, q et le flux otoque, comme aable d'état. D abod emplaçon le couant otoque et le flux tatoque à pat de I-8, I-9 : d q pou le couant otoque: d q d q m m d q I- pou le flux tatoque: d q m m d q m m d q I-4 En appotant ce denèe elaton dan I-6 et I-7, on abouta aux ytème d'équaton d'état uant: dd R m R d ω dt σ dq R m ω d R dt σ d d R m R d d ωl q dt d q R m R q ωl d q dt q q σ σ R m m ω d d σ σ R m ω m q q σ σ d q I-5 m où : σ et le Coeffcent de dpeon. dx En dentfant le ytème I-5 à la fome : A X B U, on aua: dt le ecteu d'état X [ d q d q ] t, A la matce dynamque du ytème, le ecteu de commande U [ d q ] t, et B la matce d'applcaton de commande, donc: 6

Chapte I Modélaton de la MAS 7 q d q d X ; q d U ; B σ σ I-6 m m m m m m m m R R A ω ω ω ω σ ω σ σ ω ω σ σ ω σ I-7 où : R et la contate de temp otoque. I...4 Réféentel lé au tato epèe tatonnae αβ Cette tanfomaton et appelée au tanfomaton de Clake, qu et en fat un ca patcule de la tanfomaton de Pak, elle et obtenue quand le epèe dq et confondu aec le epèe αβ fgue I., ç-à-d en penant θ, la tanfomaton decte e fat alo comme ut: c b a o x x x x x x β α I-8 où, x epéente le tenon, couant ou flux. a tanfomée nee et de la fome: β α x x x x x x o c b a I-9

Chapte I Modélaton de la MAS 8 à pat de défnton pécédente, le équaton électque de la machne ont éécte comme ut: au tato: dt d R dt d R β β β α α α I- β β β α α α m m I- au oto: α β β α β α α α ω ω dt d R dt d R I- β β β α α α m m I- En uant le même démache pe dan le éféentel pécèdent afn d'éce le ytème d'équaton ou la fome : U B X A dt dx, on aua: m m m m m m m m R R A ω ω σ ω σ σ ω σ σ σ I-4 X β α β α ; U β α ; B σ σ I-5 'expeon du couple électomagnétque expmé dan le epèe αβ peut ête donnée pa : α β β α t e K I-6 'équaton de la tee etant nchangée.

Chapte I Modélaton de la MAS I...5 Paage ente le epèe dq et αβ Dan la commande, l et ouent patque de pae d'un epèe à l'aute, cela ce fat à l'ade de la matce de otaton d'angle δ: [Pδ], comme le monte la fgue I.. β q d δ α Fg.I.: poton de epèe dq et αβ a tanfomaton ce fat alo comme ut: et neement: aec : x x x x d q α β x I-7 xβ α [ P δ ] x x d [ P δ ] q I-8 co δ n δ P δ I-9 n δ co δ I..4 Réultat de mulaton Aant d'entame toute éalaton, la mulaton et deenue une tache pmodale pou le checheu, on a cho le logcel Matlab/Smulnk tè connu pou a puance de calcul. e but de cette mulaton et de alde le modèle adopté de la machne aynchone, et d'analye le compotement loque la machne et almentée dectement pa le éeau tandad, et pu à tae l'onduleu de tenon commandé pa modulaton de la lageu d'mpulon SPWM qu ea condéé pa la ute. 9

Chapte I Modélaton de la MAS Vtee de otaton Vtee de otaton 5 5 N [t/mn] 5 N [t/mn] 5..4.6.8. t[] Fg.I.4.a : Vtee de otaton à de pu en chage à t.6, Machne almentée pa le éeau..4.6.8. t[] Fg.I.4.b : Vtee de otaton Machne almentée pa l'onduleu 5 4 Couple électomagnétque 5 4 Couple électomagnétque e e [N.m] e [N.m] -..4.6.8. t[] Fg.I.5.a : Répone du couple électomagnétque Machne almentée pa le éeau -..4.6.8. t[] Fg.I.5.b : Répone du couple électomagnétque Machne almentée pa l'onduleu Couant de phae tatoque Couant de phae tatoque,abc [A] -,abc [A] - - - - -..4.6.8. t[]..4.6.8. t[] Fg.I.6.a : e Couant de phae tatoque Machne almentée pa le éeau Fg.I.6.b : e Couant de phae tatoque Machne almentée pa l'onduleu

Chapte I Modélaton de la MAS 5 Couant de phae tatoque 5 Couant de phae tatoque,abc [A],abc [A] -5.85.86.87.88 t[].89.9-5.86.87.88.89.9 t[] Fg.I.6.c : e Couant de phae tatoque Machne almentée pa le éeau Zoom Fg.I.6.d : e Couant de phae tatoque Machne almentée pa l'onduleu Zoom a montée en tee et qua lnéae au début du démaage, la tee attente et poche de 5 t/mn tee de ynchonme, le moteu étant à de. o de l'applcaton d'un couple de chage de 5 Nm à t.6, une dmnuton pemanente de la tee appaaît, cec et dû au fat qu'l n'y pa de égulaton. On note le ocllaton du couple ntantané lo de la me ou tenon pendant une coute duée. An le couple monte à 4 N.m alo que le couple nomnal du moteu et de l ode de N.m. On emaque au le claque appel de couant lo de la me ou tenon du moteu. e coube de deux mulaton de la machne almentée pa le éeau et pa l'onduleu de tenon ont peque dentque aux ocllaton pè qu e dtnguent dan le coube de la machne almentée pa l'onduleu due à la féquence de commutaton de nteupteu.

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon I. Modélaton de l'onduleu de tenon I.. Intoducton onduleu de tenon aue la coneon de l énege contnue e l altenatf DC/AC. Cette applcaton et tè épandue dan le monde de la coneon d énege électque aujoud hu. onduleu peut ête utlé à féquence fxe, pa exemple almente un ytème altenatf à pat d une battee, ou à féquence MI aable pou la aaton de tee de machne électque. onduleu de tenon à MI pemet d mpoe à la machne de onde de tenon à ampltude et féquence aable à pat du éeau tandad /4V, 5Hz. a tuctue du coneteu tatque qu almente la machne et conttuée eentellement, d'un pont edeeu AC/DC connecté au éeau, contôlé ou pa [4]. Apè edeement, la tenon étage contnu et fltée pa de compoant paf C ou C, pou ête fnalement applquée à l onduleu. 'onduleu qu et connecté à la machne, et conttué de to ba fomé d'nteupteu électonque cho eentellement elon la puance et la féquence de taal, chaque ba compte deux compoant de puance complémentae mun de dode montée en ant-paallèle. e dode de oue lbe auent la contnuté du couant dan la MAS une fo le nteupteu ont ouet. À note qu un temp de etad dot exte patquement ente le nteupteu haut et ba d un même ba afn d éte le cout-ccut de la ouce contnu. 'onduleu et commandé pa la technque de modulaton de lageu d'mpulon MI, appelée en angla Pule Wdth Modulaton PWM. Il exte plueu technque PWM, dont deux eont mentonnée, la PWM dte nu-tangle SPWM, et la MI ectoelle ou pace ecto PWM abégée SVPWM, deenue tè ollctée pa le ndutel et checheu en commande de machne électque [4]. Aant d'entame la modélaton de l'onduleu, on a jugé ntéeant de fae un decptf u le l nteupteu tatque en em-conducteu utlé en électonque de puance qu extent actuellement, ca l élément clé de la coneon d'énege et l nteupteu tatque qu a pemette, en nteompant ou non le tanfet d énege ente le de élément du ccut, et de gée le aleu moyenne de couant et tenon. I.. e Compoant de l'électonque de puance e compoant de l'électonque de puance, doent éponde à une commande qu exge l'état paant ou bloqué, ce changement de conductté et poble gâce aux tuctue pécale de em-conducteu qu contôlent le poteu de chage moble, to dfféent type ont défn :

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon em-conducteu non contôlé : dode de puance: PN, SCHOKY, JBS. em-conducteu contôlé aec commande amoçage: hyto, ac. em-conducteu contôlé aec commande amoçage/blocage : hyto GO Gate un Off anto bpolae de puance BJ Bpola Juncton anto anto de puance MOSFE Metal Oxde Semconducto Feld Effect anto IGB Inulated Gate Bpola anto GC et IGC Integated Gate Commutated un-off hyto MC Mo Contolled hyto SI Statc Inducton anto SIH Statc Inducton thyto Un nouel hozon, qu et l ntégaton en électonque de puance, éolue e une ntégaton de ytème de puance, compenant le compoant de coneon de l énege, de compoant paf, de élément de commande et de potecton. Deux technologe dtncte ont défn, la technologe hybde ou monolthque qu e dent elle-même en: - Ccut ntégé à haute tenon HVIC Hgh Voltage Integated Ccut. - a technologe «Smat Powe» : puance ntellgente. On entend pa «ntellgent», le fat que le compoant puent éag à dfféente tuaton an ade extéeue, donc l puent ao une cetane autonome. I... Chox de nteupteu e paamète uant ont mpotant pou un nteupteu en em-conducteu conçu pou le applcaton de coneon de puance [4]: > Couant maxmal uppoté. > enon maxmale bloquée. > Chute de tenon à l'état paant et a dépendance de la tempéatue. > Couant de fute à l'état bloqué. > Capacté themque. > emp de tanton de commutaton pendant l'ouetue et la femetue. d > a tenue en à l'état bloqué ou pendant l'ouetue. dt d > a tenue en à l'état paant ou pendant la femetue. dt > Capacté de éte aux couant et tenon excef. > Pete de commutaton. > a puance contôlée.

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon De manèe généale, la conttuton de em-conducteu de puance et dfféente de leu équalent de couant fable. De modfcaton ont fate u le tuctue de bae afn de le adapte aux haute tenon et aux fot couant. En électonque de puance, la dode bpolae et ouent appelée dode PN où dégne une égon peu dopée de type N, an, le pofl du champ électque en égme nee et le tenue en tenon eont augmentée pa appot à la dode PN tandad [44]. a joncton MS metal-emconducto et couamment connue ou la dode Baèe-Schottky, le pncpale caactétque d une dode Schottky ont, la capacté a taalle en haute féquence, e fable pete chute de tenon tè édute en polaaton decte. Elle et employée ntenement dan le domane de l'électonque de puance, en patcule en bae tenon et fot couant [45]. a dode JBS et un compoant hybde u d'un coement ente une dode PN et une dode Schottky. 'ntéêt d'une telle tuctue et d'obten une chute de tenon decte plu fable qu'une dode bpolae, tout en ayant un couant de fute nee plu fable qu'une dode Schottky [46]. a technologe de thyto et ntnèquement plu pefomante que celle de tanto pou le aleu de tenon de blocage upéeue à,5 kv, elle offe un melleu compom ente la tenon à l état paant et la tenon de blocage. ajout de la foncton d extncton de gâchette mpoe plueu etcton aux GO. En effet a technologe de commande tandad de GO, lagement épandue, pooquat de tantoe de commutaton non homogène, mpoant l utlaton de coûteux ccut amoteu de d dt d et, et de ccut de gâchette encombant. outefo, elle a dt toué de domane d applcaton ntéeant pou le puance ente et MVA, pncpalement dan le entaînement électque à tee aable et dan la tacton feoae. Ce nteupteu fonctonnent à de féquence de commutaton elatement bae [44] [47]. e tanto bpolae BJ ont utlé dan le applcaton allant juqu'à plueu centane de klowatt et à de féquence allant juqu'à khz. e plu utlé généalement dan le coneteu de puance ont de type NPN, ca l poèdent, une chute de potentelle plu fable à l état paant que le PNP, et l ont une féquence de commutaton plu éleée le électon cculent plu te que le tou [48]. Pou la aon de on temp de commutaton elatement gand, le pete de commutaton ont d'autant plu gande que la féquence augmente. Pou élmne le beon de gand couant de bae, la confguaton Dalngton et généalement utlée [44]. Au pou conee l'état paant le couant de bae dot ête péent en pemanence, et un fot couant nee et equt pou commute à l'état ouet apdement, de ce fat le ccut de commande de la bae deent complexe et coûteux [49]. 4

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon oute ce lmtaton ont condut au déeloppement de tanto MOSFE, ce dene ont pemt d obten de féquence de commutaton tè éleée one de MHz, aec une commande en tenon qu nécete une énege patquement néglgeable. Cependant, le MOSFE péentent de chute de potentel du à la étance à l'état paant, et donc de pete en conducton d'autant plu mpotante que la tenon et gande pa appot aux BJ de même puance. Ce qu lmte leu applcaton en haute tenon à enon, kv [48]. e tanto IGB et l un de compoant de puance le plu utlé actuellement. Sa tuctue aoce en ote celle d'un tanto bpolae BJ et celle d'un MOSFE en entée. Donc l'igb egoupe le aantage en conducton du tanto bpolae BJ, et le aantage en commutaton et mplcté de commande du tanto MOSFE. Il et lagement utlé pou le applcaton de moyenne et dan cetane applcaton de haute tenon, aec de tenon d almentaton compe ente 6V et 6.5kV, et de féquence de l'ode de khz [5] [5]. e dpotf «Smat Powe» et HVIC, ont éalé à pat de flèe technologque de type ccut ntégé. De aocaton plu ou mon complexe ont enageable, allant du mple nteupteu fomé d un IGB aec a dode en antpaallèle, le ba de pont, le pont en H, ou tphaé x-pack, ou menu du hacheu een-pack, pou achemne e le module de puance complet, bapté PIM powe ntegated module, éunant dan un même boîte : un pont edeeu à dode, un hacheu de fenage, an que le x IGB de l onduleu aec leu dode de oue lbe. Quant aux module dt «ntellgent» ou IPM ntellgent powe module, l ncluent en u le de et dfféent capteu chagé de mette en édence un échauffement de tempéatue excef, une uchage ou un cout-ccut. Il ont Conçu pécalement pou la commande de moteu [5]. IGC ou GC IGC et un podut de ABB, GC et un podut de Mtubh, ma le concept et le même, et un GO optmé et mun d'un ccut de commande de gâchette à fable nductance conttué pncpalement de ubtat, MOSFE, et capacté, afn de édue condéablement la lmtaton due au d d, et pemette un fonctonnement an ccut lmteu de nubbe, qu ont dt dt le pncpaux nconénent de GO, en plu de la féquence de commutaton aez lente. De ce fat l explote de manèe optmale la technologe de thyto pete fable et haut neau de fablté an que l extncton commandée an ccut amoteu plu économque pou le applcaton aux puance de,5 MVA à plueu centane de MVA à de féquence allant juqu à plueu khz [47]. 5

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon e thyto MC et une améloaton du thyto GO claque, où deux MOSFE ont ntégé afn de pouo foce le compoant au blocage et à l amoçage. Ce thyto offent une oluton ntéeante pou la éalaton de coneteu, l ne nécetent pa d mpulon d extncton. e MC poède deux pncpaux aantage à du GO, une commande plu mple pou commute de l'état paant à l'état bloqué un fot couant négatf n'et pa néceae et de temp de commutaton plu bef de l'ode de quelque mcoeconde. e MC et un compoant commandé en tenon comme l'igb ou le MOSFE, et la même énege et néceae pou commute un MC, un IGB ou un MOSFE. e MC péentent également de plu fable tenon à l'état paant compaé aux IGB ayant de caactétque mlae [4] [5]. On palea mantenant de deux élément de puance le SI et le SIH, tou deux tè emblable dan la tuctue de bae aec une légèe modfcaton au neau de couche em-conductce. eu pncpe de fonctonnement ont dentque au tanto JFE, qu peut 'amle à celu d'un baeau de em-conducteu pou lequel on ent modfe a étance pa l'applcaton d'une tenon négate u la glle. Pou le SI et le SIH, e couant pncpal ccule ente le dan et la ouce, et on paage et lmté pa la étance de la égon N fablement dopée, une glle, conttuée de pett domane de type P, pemet de modfe la conducton du ubtat pa effet d nducton. e tanto tatque à nducton SI peuent fonctonne à une puance kw à khz ou W à GHz [48]. Aant de feme cette bèche, noton que tou le compoant cté ont au Slcum, le echeche actuelle 'oente e un noueau matéau em-conducteu, on pale du Cabue de Slcum Slcon Cabde SC. e SC et en meue de bloque une tenon nettement plu éleée que le Slcum, cet aantage gnfcatf he le SC pam le melleu canddat pou le haute tenon dan le dpotf de l'électonque de puance. e nombe de compoant de puance éalé u cabue de lcum pa dee équpe augmente, la deté de compoant. On note an dan la lttéatue de caactéaton de dode PN, Schottky, JBS, de MOSFE de puance, de thyto et d'igb [46]. Dan [44], une ynthèe tè atfaante et me, de compoant u mentonné en SC aec de compaaon de leu homologue en S. I... Concluon e MOSFE et tè ben adapté pou le coneteu bae tenon et à féquence éleée nféeue à V et upéeue à 5kHz alo que l IGB et utlé pou le tenon upéeue à V et de féquence aement upéeue à 5kHz. e GO et thyto ont dédé aux applcaton haute tenon >kv fot couant >ka. e SI ne peut éponde qu'a de applcaton où la tenon à bloque et nféeue à kv. e compoant à bae de thyto, ont celle de l aen, Il paaît pobable que le GO ot upplanté pa le SIH, et peut-ête au l IGB pa le MC pou 6

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon le gande puance. e module IGB ont un domane d applcaton qu ecoue totalement celu de tanto bpolae, patellement celu de MOSFE et de GO. C et pouquo le IGB qu'l ot en module ou dcet ont le compoant d aen dan le fote et moyenne puance, en effet le IGB ont toué leu domane de pédlecton dan la commande ndutelle de machne électque, l ont popoé à une tè lage aété qu coue une gamme de puance tè étendue [54]. Actuellement l'enjeu de ndutel et de conceo de dpotf pemettant de taalle dan de condton de plu en plu dffcle, augmentaton de la tempéatue de fonctonnement, dmnuton de la talle de compoant et augmentaton de calbe couant/tenon. e compom ont de plu en plu eé et le lcum attent e lmte. Aujoud hu, le lcum épond au maché ma de nouelle applcaton appaaent pou lequelle de noueaux compoant ont déeloppé u de noueaux matéaux tel que le SC. I.. Modèle mathématque de l'onduleu de tenon état de nteupteu, uppoé pafat peuent ête défnt pa to gandeu booléenne de commande S a,b,c: S le ca ou l nteupteu de haut et femé et celu d en ba ouet, o fgue.i. plu ba. S le ca ou l nteupteu de haut et ouet et celu d en ba femé. Dan ce condton on peut éce le tenon o en foncton de gnaux de commande S et en tenant compte du pont fctf "o" epéente u la fgue.i.7: o Vdc S I-4 V dc S a S b S c o a b c n V dc S a S b S c Fg.I.7: l'onduleu de tenon aocé à la MAS 7

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon 8 Sot n le pont neute du coté altenatf MAS, alo le to tenon compoée : ab, bc, et ca ont défne pa le elaton uante: n a n c a c n c n b c b n b n a b a I-4 a chage conttuée pa la machne et équlbée n c n b n a, on aua donc: bc ca an ab bc bn ca ab an I-4 en faant appaaîte le pont "o", le tenon ente phae peuent au 'éce: o a o c a c o c o b c b o b o a b a I-4 en emplaçant -4 dan -4 on obtent : o c o b o a n c n b n a I-44 de elaton uante: o n n c o c o n n b o b o n n a o a I-45 on peut dédue le potentel ente le pont n et o : o c o b o a o n I-46 utlaton de l expeon I-4 pemet d établ le équaton ntantanée de tenon mple en foncton de gandeu de commande : c b a dc n c n b n a S S S V I-47

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon e technque de MI ou PWM ont été l'objet de echeche ntene, un nombe mpotant de méthode, dfféente de pa leu concept et leu pefomance ont été déeloppée. e chox d'une technque dépend du type de machne à commande, de la gamme de puance, de em-conducteu utlé pou l'onduleu et de la mplcté d'mplantaton de l'algothme. Ce ont fnalement de ctèe de coût et de pefomance qu ont détemne ce chox. e ctèe de pefomance pemettent d'éalue et de compae le qualté de dfféente technque PWM. Il e éument en: l'ndex de modulaton, le facteu de dtoon hamonque et le pecte hamonque de couant ou analye FF : Fat Foue anfomaton, l'hamonque de couple, et le pete à la commutaton [44]. Pam le nombeue technque PWM, deux d'ente elle ont condéée dan note taal, la SPWM et la SVPWM. I..4 a technque de modulaton "Snu-tangle" SPWM a SPWM condéée et claque : l agt d une modulante nuoïdale d ampltude A m et de féquence f m, combnée à une poteue tangulae d ampltude A p de haute féquence f p, le angle de commutaton de la tenon d entée d un pont ont tué aux nteecton de la poteue et de la modulante fgue.i.8. * a - S a * b - S b * c - S c Fg.I.8: pncpe de la SPWM 'ndex de modulaton maxmal m MAX d'une PWM et un ctèe mpotant puqu'l monte la capacté d'une méthode à utle au maxmum la tenon du bu-contnu. Pou la SPWM le maxmum de l'ndex de modulaton et o annexe B.: m max_ pwm,7854 I-48 9

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon R-q: l exte d'aute méthode pou améloe cette aleu, pam elle, celle qu conte à njecte l'hamonque d'ode to, ma elle ne eont pa condéée dan e taal. e fgue.i.9 montent le pncpe de la méthode SPWM an que de dfféente gandeu applquée à l'onduleu. a fgue.i.9 a, epéente le gnaux de éféence ue de la commande aef, bef, cef et le gnal de la poteue p, chaque nteecton génèe le gnaux de commande qu eont applqué aux nteupteu tatque. e fgue.i.9 b, et c, montent epectement le tenon ente phae et ceux qu eont aux bone de la machne. -.5..5..5. t [] Sa.5 a.5..5..5. Sb.5.5..5..5. Sc.5.5..5..5. ab b bc -.5..5..5. t [] -.5..5..5. t [] ca -.5..5..5. t [] 5 an c bn -5.5..5..5. 5 t [] -5.5..5..5. 5 t [] cn -5.5..5..5. t [] Fg.I.9: a, b, et c.

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon I..5 a technque de modulaton ectoelle SVPWM Cette technque et beaucoup ollctée dan le domane de la commande, e effet u le ondulaton du couant et couple ont emaquable, c'et pouquo elle et la plu utlée pa le checheu et ndutel, elle pemet de détemne le équence de allumage et extncton de compoant du coneteu et de mnme an le hamonque de tenon applquée au moteu [4]. a technque de modulaton ectoelle SVPWM e dffèe de celle SPWM pa le fat qu'au leu d'employe un modulateu épaé pou chacune de to phae, le tenon de éféence ont donnée pa un ecteu de contôle global appoxmé u une péode de modulaton z. Elle et baée u la epéentaton patal du ecteu de tenon dan le epèe fxe αβ. e hut état de commutaton fgue.i. peuent expme dan le plan αβ, pa hut ecteu de tenon V, V, V, V, V4, V5, V6, V7 pam eux deux ont nul V et V 7 qu coepondent epectement à S et S, le aute ont appelé état actf. V [] V 4 [] V [] V 5 [] V [] V 6 [] V [] V 7 [] Fg.I.: e état de l'onduleu et le ecteu de tenon coepondant

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon a epéentaton dan le plan αβ de ce ecteu equ-épat tout le 6, pemet de détemne un hexagone fgue.i. à l ntéeu duquel le ecteu tenon de éféence V ef dot 'y toue pou éte la atuaton de la gandeu de commande. V ef Vα jvβ a o ab o a c o Vdc Sa asb a S c I-49 aec: a e π j j β V [] V [] V ef V dc V 4 [] V 7 [] V [] 4 6 5 V [] V dc α V 5 [] V 6 [] Fg.I.: Repéentaton de état de l'onduleu dan le epèe αβ, et le dfféent ecteu e ecteu tenon de x état actf, peuent 'éce en foncton de poton de l'hexagone appelé ecteu k, où k, 6: π j k V k Vdce I-5 Chaque ecteu de éféence V ef dan l'hexagone peut ête expmé comme combnaon de deux ecteu tenon actf adjacent et de ecteu tenon d'état nul. En e epotant à la fgue.i., le ecteu de éféence et dan le ecteu k, le ecteu actf adjacent ont V k et V k aec k pou k 6. De la fgue.i. on ot ben que la tenon de éféence attent le lmte de l'hexagone, d'où l'ndex de modulaton qu aut o annexe B.: m max_ pwm,969 I-5

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon e tableau.i. éume le défnton uctée : Noton que toute le aleu de tenon doent ête multplée pa V dc. Vecteu d'état Valeu en αβ V S a S b S c V V an V bn V cn V ab V bc V ca V V j e / -/ -/ - enon mple enon compoée V π j e V π j e V 4π j 4 e V 5π j 5 e / / / - -/ / -/ - -/ / / - -/ -/ / - V 6 jπ e / -/ / - V 7 ableaui. Valeu de tenon coepondante a méthode SVPWM peut ête mplémentée pa le étape uante: Détemne V α, V β, et pa conéquent V, et l'angle α. ef Détemne le temp d applcaton de état de l onduleu. Détemne le équence d mpulon pou chaque ba de l'onduleu. Détemnaton de V V, Vef α, β, et l'angle α e tenon V α, V β, ont ue dectement de la tanfomaton de Clacke comme ut: V V α β V V V an bn cn I-5 V ef I-5 V α V β où: V ef Vα α tan I-54 Vβ, et le module du ecteu tenon de éféence, et α on agument.

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon Calcul de temp d applcaton de état de l onduleu. a pate centale de la tatége SVPWM et la détemnaton de temp qu doent ête attbué à chaque ecteu de tenon duant chaque cycle de modulaton ou péode d échantllonnage z. À chaque péode de commutaton de l onduleu le ecteu V, pojeté u e deux ecteu adjacent ef aue le calcul de temp de commutaton fgue.i.. V V ef α V Z V Z Fg.I.: a tenon de éféence comme combnaon de deux ecteu adjacent dan le ecteu V Dan ce qu ut k dénote la dem péode de l'applcaton de V l'état on, k et le dem-temp de l'état-nul, la omme de temp de conducton, k, et k, dot ête égale à la dem péode de commutaton de l onduleu z, on aua alo: z k k I-55 Z V ef z Z k k k V dt V k dt V k k dt V 7 k k dt I-56 En tenant compte que V V, et que 7 V et contant pendant la péode de commutaton, et ef du fat que V k et V k ont au contant, la elaton I-56 et édute à cec: V ef Z Vkk Vk k I-57 4

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon 5 En expmant le ecteu tenon ef V pa e compoante en αβ nou auon: k k dc k k dc Z k Sn k Sn k Co k Co V k Sn k Co k Sn k Co V V V π π π π π π π π β α I-58 où: k et détemné à pat de la elaton α. Sachant que : π α π k k I-59 a oluton du ytème I-58 condut au éultat uant: β α π π π π V V k Co k Sn k Co k Sn V dc Z k k I-6 e temp et défnt à pat de la elaton I-55 : k k Z I-6 Sachant que, α α α Sn j Co V e V V ef j ef ef, le ytème I-6 deent: α α π π π π Sn Co k Co k Sn k Co k Sn V V Z dc ef k k I-6 Aec la défnton de l'ndex de modulaton m, le calcul de temp d'applcaton k, k, n'exge pa la connaance de la tenon adoptée du bu-contnu, ma dépend eulement de l'ndex modulaton déé. a ubttuton de cette défnton dan I-6 mène à:

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon k m π kπ Sn k π Sn kπ Co Co α k π Co Sn k Z α I-6 S pa exemple, α π, alo le ecteu V ef m π π n α m Z n α π Z Z e tue au ecteu, donc I-6 donne: I-64 Détemnaton de ée d mpulon pou chaque ba de l'onduleu Afn d'obten de pefomance optmum en hamonque mon d'hamonque en ote, et une féquence de commutaton mnmum pou chaque compoant de puance, l'ode de état et aangé tel que la tanton d'un état au pochan et exécuté en commutant eulement un ba de l'onduleu. Pou cela, le modèle d'mpulon ymétque ou méthode à état-nul ymétque, et utlée, an pou le ecteu mpa k,,5, la équence et la uante: V Vk Vk V7 Vk Vk V, et pou le ecteu pa k,4,6, la équence et: V Vk Vk V7 Vk Vk V, fgue I. [55]. S a S b V V V V V V V 7 S c k k Z k Fg.I.: Sgnaux de commande dan le ca ou k Z V et au ecteu ef 6

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon e fgue.i.4 llutent l'analye qu ent d'ête déct pou chaque ecteu. S a S a S b S b S c S c Z Z Z Z S a S a 4 S b S b S c S c S a 4 4 5 Z Z S a 5 4 4 6 Z 5 Z S b S b S c S c 5 6 6 Z 5 Z 6 6 Z Z Fg.I.4: Sgnaux de commande pou chaque ecteu On peut apeceo u le fgue I.4, et I.5 que le éultat de mulaton coïncdent pafatement aec l'analye théoque étendue de la méthode SVPWM. Noton que e ont quament le même éultat obtenu pa [56]. 7

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon.5 p ao bo co -.5..4.6.8...4.6.8. t[] Sgnaux de commande de nteupteu Sa.5..4.6.8...4.6.8. Sb.5..4.6.8...4.6.8. Sc.5..4.6.8...4.6.8. V ao V bo V co S a S b S c V V V V 7 V 7 V V V Z Z Fg.I.5: Compaaon ente théoe et mulaton de gnaux de commande de nteupteu obtenue pa SVPWM. 8

Chapte I Modélaton de l'onduleu de tenon 5 an -5..4.6.8...4.6.8. 5 bn -5..4.6.8...4.6.8. 5 cn I..6 Concluon -5..4.6.8...4.6.8. t[] Fg.I.6: enon mple Dan ce chapte, on a commencé pa un état de l'at u le commande pépondéante u le maché actuel, notamment la commande calae, la FOC et la DC, pou fae pa la ute une étude compaate ente ce deux denèe qu ont tè compétte et qu attent l'attenton de checheu afn d'about à une commande pefomante qu éponde aux exgence ndutelle modene. Enute, on a péenté le modèle mathématque de la MAS en tphaée, pu on a pocédé aux tanfomaton dan le dfféent epèe de Pak, ce qu about aux modèle mplfé. a epéentaton en modèle d'état pemet d enage la commande de la MAS pa le technque qu eont tatée aux chapte uant, notamment la technque pa oentaton du flux otoque IRFOC et la DC, et au pou l'étude et l'élaboaton de obeateu. e éultat de mulaton ont monté la aldté du modèle mathématque de la machne aynchone. a SPWM et la plu mple de technque PWM à bae de poteue, tant du pont de ue de on concept que de on mplantaton analogque ou numéque. Elle ouffe néanmon d'une ou utlaton du bu contnu, du fat que on ndex de modulaton maxmal et m MAX,785. Alo que pou la SVPWM l attent m MAX,97, d'autant plu que le aancé technologque écent, en matèe de calculateu dgtaux DSP, mcopoceeu et mcocontôleu, ont endu on mplantaton ndutelle aez mple. Une étude compaate ea fate u ce deux méthode, aec une analye de leu mpacte u la commande ectoelle ea tatée aux chapte uant. 9

Chapte II Commande ectoelle de la MAS II. Commande ectoelle de la MAS II.. Intoducton De multple applcaton ndutelle qu ollctent un contôle délcat du couple, tee et/ou poton, où la commande calae aec e pefomance modete ne peut atfae. a commande de la machne aynchone equet le contôle du couple, et du flux. Cependant, la fomule du couple électomagnétque et complexe, elle ne eemble pa à celle d'une machne à couant contnu où le découplage natuelle ente le églage du flux et celu du couple end a commande aée. C'et pouquo, la commande ectoelle n'a été ntodute qu'au début de année 7, gâce aux aancée technologque de l'électonque de puance et de gnal, ca elle nécete de calcul de tanfomé de Pak, éaluaton de foncton tgonométque, de ntégaton, de égulaton, ce qu demande une technologe aez puante. Dan ce qu ut on a déeloppe en peme l'étude théoque de la commande ectoelle à flux otoque oenté dan le but de l'mplémente ou Smulnk. II.. Pncpe de la commande ectoelle e pncpe dont epoe la FOC et que le couple et le flux de la machne ont commandé épaément en mltude aec la MCC à exctaton épaée, où le couant tatoque ont tanfomé dan un éféentel tounant algné aec le ecteu de flux otoque, tatoque ou ce de l'ente-fe, pou podue de compoante elon l'axe d contol du flux et elon l'axe q contol du couple. a commande FOC et ntalement popoée en Allemagne dan la fn de année 6 et début de année 7 pa deux méthode dtncte, l'une qu, en mpoant une tee de glement tée de l'équaton dynamque du flux otoque afn d'aue l'oentaton du flux Hae connu pa IRFOC, et l'aute qu utle l'etmaton ou la meue du flux pou obten l'ampltude et l'angle ndpenable pou l'oentaton du flux Blachke connu pa DFOC. a technque IRFOC a été généalement péféée à la DFOC ca elle a une confguaton elatement mple compaée à la DFOC qu demande de etmateu, ou de onde à effet Hall pou la meue du flux qu ont contan aux condton de taal excee tempéatue, baton etc, et encoe que la meue ot entachée de but dépendant de la tee [6][6]. Ma an omette que la IRFOC dépend de paamète de la machne et notamment la contante de temp otoque et utout la étance otoque R []. Ce deux méthode ctée 'appuent u l'oentaton du flux otoque en fat c'et le epèe dq qu et oenté, d'aute technque ont été ntodute telle que l'oentaton du flux tatoque SFOC aec le deux fome decte et ndecte, et l'oentaton du flux d'ente-fe, ma leu pefomance 4

Chapte II Commande ectoelle de la MAS ont monde pa appot aux pemèe, d autan qu elle exgent de algothme plu complqué et utout la compenaton au découplage qu et tè enble aux eeu [6]. II.. a Commande ectoelle ndecte à flux otoque oenté IRFOC II... Intoducton Dan le ca de la commande ndecte, le flux n et pa égulé donc n meué, n etmé. Celu-c et donné pa la congne et oenté à pat de l'angle θ qu et obtenu à pat de la pulaton tatoque ω. Cette denèe et la omme de la pulaton otoque ω l etmée et la pulaton mécanque P.Ω meuée. Donc cette méthode élmne le beon d utle un capteu ou un obeateu du flux d'ete-fe. II... Me en équaton de la commande IRFOC Rappelon que dan un epèe lé au champ tounant, le équaton de tenon tatoque et otoque de la MAS ont le uante: d d d R. d ω dt d q q R. q ω dt d d R d ωl q dt d q R q ωl d dt q d II- II- a me en œue de la commande ectoelle à flux otoque oenté et baée u l'oentaton du epèe tounant d'axe dq, tel que l'axe d ot confondu aec la decton de fgue II.. β q β S d d q α δ d α Fg.II.: Repéentaton de l'oentaton du epèe dq 44

Chapte II Commande ectoelle de la MAS 'oentaton du flux magnétque elon l axe dect condut à l'annulaton de a compoante en quadatue, on a alo: d q le équaton de tenon otoque deennent : celle de flux: R. R. d q d q d d dt ω σ. σ. d q l d m d II- II- II-4 Nou obtenon donc le compoante de tenon tatoque : d q R R d q σ σ d d d dt q dt m d dt d m ω d ω ω σ. q σ. d II-5 II... Etmaton de ω S et de θ S Dan la commande IRFOC la pulaton tatoque et détemnée ndectement depu, la meue de la tee mécanque et la elaton uante [6]: m q ω l II-6 d à pat de équaton II-6 et I-5 nou auon : ω m q pω II-7 d Nou emaquon l appaton de la contante de temp otoque, qu et un paamète nfluent u le pefomance de cette commande. a poton θ, et détemnée enute pa l'ntégaton de ω : θ ω dt II-8. 45

Chapte II Commande ectoelle de la MAS II...4 Expeon du couple électomagnétque Il découle de l'expeon du couple électomagnétque I- la nouelle elaton uante: e K II-9 t d q Noton que la tee donnée pa l'expeon dan I- ete nchangée. * Il deent tout à fat clae qu'en fxant la aleu de à une aleu de éféence, le couple ne dépenda que du couant tatoque q but de la commande ectoelle. e équaton de la machne ont éumée dan II- : d comme dan le ca d'une MCC à exctaton épaée, qu et le d R m d d d R d σ dt R d m q q R q σ dt m q ω pω d d d d m d dt e K t dq dω J e f Ω dt ω σ ω σ q d R m m ω d d II- Fnalement l'éctue en équaton d'état dédute de I-5, en econnaant, condut au ytème uant: q dd R m R d ω dt σ dq R m ω d R dt σ d d R m R d d dt dω J e f Ω dt q q σ σ R m m ω d d σ σ q d II- On emaque dan ce équaton, que d et q dépendent à la fo de couant de deux axe cho comme aable d'état d et q donc l nfluent u le flux et le couple. Il et donc ndpenable de pocéde au découplage de teme couplé [58] [6]. 46

Chapte II Commande ectoelle de la MAS II...5 Découplage Dfféente technque de découplage extent : découplage pa etou d'état, découplage tatque ou découplage pa compenaton, que nou allon péente mantenant [6]. II...5. Découplage pa compenaton a compenaton a pou but de découple le axe d et q. Ce découplage pemet d éce le équaton de la machne, et de la pate égulaton d une manèe mple et an de calcule aément le coeffcent de égulateu. En condéant une dynamque longue du flux en bae tee d d pa appot aux couant [5] [65], alo le équaton de tenon II-5 ont éécte dt en ntoduant l'opéateu de aplace de la manèe uante: d q R R σ σ d q ω σ ω m q ω σ d II- e nouelle aable de commande * d * q R σ R σ S d q d q ω σ ω m * Sd, q * Sq 'écent alo comme ut : e ω σ d d d q e q II- aec: * dégnant la aable de commande ou de éféence An donc le acton u le axe d et q ont donc découplée comme epéenté dan le chéma de la fgue II.4. d * R σ S S d q * R σ S S q Fg.II.4: e nouelle commande obtenue e tenon d et q ont alo econttuée à pat de tenon d * et q * fgue II.5 : e d d * q * e q d q Onduleu MAS d q Fg.II.5 : Reconttuton de tenon d et q 47

Chapte II Commande ectoelle de la MAS II...6 Calcul de égulateu e égulateu à acton popotonnelle-ntégale PI ont tè épandu dan le domane de la commande de machne électque, l'acton du égulateu popotonnelle P aue la apdté de la épone dynamque, et l'acton du égulateu ntégal élmne l'eeu tatque en égme pemanent. Dan note commande l y a to égulateu PI, un pou la égulaton de la tee et deux pou le couant d et q. Noton qu'une tuctue IP a été utlée dan la boucle de égulaton de la tee, elle et pafo ben melleue que celle à égulateu PI claque [66]. e détal de calcul de paamète de égulateu ont donné en annexe C. On abouta fnalement au ytème chématé u la fgue II.6. Réeau - e q ~ Ω - IP * e Défluxage p * m m * d * q - - q d PI PI * q * d V q e d V d θ q P W M * mi q * ω l ω θ d θ p Ω Capteu de tee Fg.II.6: Schéma fonctonnel de la commande ectoelle IRFOC à de tee nféeue ou égale à la tee nomnale du moteu, le flux et mantenu contant à a aleu nomnale n, pa conte, l faut qu l décoît loque la tee augmente au delà de la tee nomnale afn de lmte la tenon aux bone du moteu. Pou cela, l et utlé le bloc de Défluxage qu et défn pa la non lnéaté uante [58]: aec : * n Ω n Ω n * : Flux otoque de éféence. : Flux otoque nomnal. n Ω Ω Ω > Ω n n II-4 Ω n : Vtee mécanque nomnale. 48

Chapte II Commande ectoelle de la MAS II...7 Réultat de mulaton aec onduleu à commande SPWM a machne commandée ectoellement pa oentaton du flux otoque, et me en édence pa mulaton numéque ou enonnement MAAB/ SIMUINK. a commande appochée et éalée pa la technque MI Snu-angle SPWM. e fgue uante montent le pefomance de églage lo d un démaage à de u de l applcaton d'un couple de chage à t. 8, pu à l neon de la congne à t. 5 tee de otaton N N* 4 4 tee de otaton N,N* [t/mn] 5-5 - N,N* [t/mn] 4 9 8 N N* -5.5.5.5 t[] 7.8.9... t[] Fg.II.7.a : Vtee de otaton à de pu en chage à t.8 et neon de congne à t Fg.II.7.b : Zoom u l'mpact de la chage Couple électomagnétque e e* 4 Couple électomagnétque e e* 5 e,e*[n.m] -5 -.5.5.5 t[] Fg.II.8.a : Répone du couple électomagnétque e,e*[n.m] 9 8 7.5.6.7.8.9 t[] Fg.II.8.b : ondulaton du couple 49

Chapte II Commande ectoelle de la MAS Couant de phae tatoque Couant de phae tatoque,abc[a],abc[a] - - - -.5.5.5 t[] Fg.II.9.a : e Couant tatoque de phae -.5..5 t[] Fg.II.9.b : Zoom à l'neon de la tee 8 Couant de phae tatoque. flux otoque 6,abc[A] 4 - -4 pd,pq [wb].8.6.4. pd pq -6-8.5.5.54.56.58.6 t[] -..5.5.5 t[] Fg.II.9.c : Fome d'onde de couant tatoque Fg.II. : Compoante du flux otoque elon le axe d et q Nou emaquon que cette commande péente de éultat tè atfaant aec une bonne dynamque de pouute an qu un ejet acceptable de la petubaton. D aute pat on emaque que la tee établt à a aleu nomnale aec une bonne dynamque et an eeu tatque, à l'ntant où l'on applque le couple de chage, la tee et édute fgue.ii.7.b, ma elle e établt à noueau an eeu tatque. A l'applcaton d'une congne de -45 t/mn, la tee ut a commande aec une bonne épone, et le même pefomance pécédente. Dan le fgue II.8, II.9, et II. on emaque l appaton de pc dan le couple et dan le couant tatoque de phae an qu'aux flux otoque, lo de l'applcaton du couple de chage et utout l'o de l'neon de la tee, pu l y a tablaton en égme pemanent. On peut 5

Chapte II Commande ectoelle de la MAS emaque au que, le compoante du flux otoque péentent un découplage éu aec un bon contôle du flux, et le égme tantoe du couant et du couple ont te maîté. On emaque dan la fgue.ii.9.c que la fome d'onde de couant tatoque péentent de ondulaton e qu e épecutent dectement u le couple fgue.ii.8.b, cependant l'atténuaton de ondulaton du couple et édente, ma elle petent toujou. II...8 Réultat de mulaton aec onduleu à commande SVPWM Nou epenon mantenant le même ea pécédent, ma cette fo c la commande appochée et éalée pa la technque MI ectoelle SVPWM. N,N* [t/mn] 5 5-5 - tee de otaton N N* N,N* [t/mn] 4 45 4 45 4 95 9 85 tee de otaton N N* -5.5.5.5 t[] Fg.II..a : Vtee de otaton à de pu en chage à t.8 et neon de congne à t 8.8.9... t[] Fg.II..b : Zoom u l'mpact de la chage 8 6 Couple électomagnétque e e*.6.4 Couple électomagnétque e e* 4 e,e*[n.m] e,e*[n.m]. - -4 9.8-6.5.5.5 t[] Fg.II..a : Répone du couple électomagnétque 9.6.65.7.75.8.85.9.95 t[] Fg.II..b : Zoom u l'ondulaton de e 5

Chapte II Commande ectoelle de la MAS Couant de phae tatoque 5 Couant de phae tatoque 5,abc[A] -,abc[a] -5 - -.5.5.5 t[] Fg.II..a : e Couant tatoque de phae a,b,c 8 Couant de phae tatoque - -5.5..5. t[] Fg.II..b : Zoom à l'neon de la tee. flux otoque 6,abc[A] 4 - -4 pd,pq[wb].8.6.4. pd pq -6-8.5.5.54.56.58.6 t[] Fg.II..c : Fome d'onde de couant tatoque -..5.5.5 t[] Fg.II.4 : Compoant du flux otoque elon le axe d et q II...9 Compaaon ente le éultat obtenu pa SPWM et SVPWM On emaque dé le peme coup d'œl que le pefomance de la commande ont nettement améloée aec l'ntoducton de la modulaton ectoelle SVPWM. Dan la fgue II..a, on ot que la tee attent et ut la aleu de éféence an dépaement et ce dan le deux ca de congne 45,-45 t/mn, aec une épone dynamque plu apde que celle éalée aec la SPWM, on apeçot au fgue.ii..b, que la chute de tee due à l'applcaton du couple de chage et nettement nféeue compaée à la fgue.ii.7.b, et que le ejet de la petubaton et atfaant. Dan la fgue.ii..a, on emaque que le pc du à l'applcaton du couple de chage et au changement de congne de la tee ont atténué. e ondulaton du couple électomagnétque fgue.ii..b e ont atténuée d'une façon emaquable pa appot à ceux eleée u la fgue.ii.8.b, ce qu été péble u le fgue de couant de phae tatoque. Dan le fgue.ii. a et b, le couant tatoque ont plu table mon de fluctuaton, et la fome d'onde et plu nette et péente beaucoup mon d'ondulaton emaquée à la fgue.ii..c. 5

Chapte II Commande ectoelle de la MAS Su la fgue II.4, le coube ont plu table, apè le égme tantoe, la compoante du flux otoque de l'axe q et mantenue à zéo pncpe de la commande ectoelle, et celle de l'axe d à la aleu de éféence. II... Impact de la aaton de la étance otoque R Juque c on a uppoé que le paamète électque et mécanque de la machne ont contant, ma en fat le aaton de quelque un ont un mpact qu ne dot pa ête néglgé. Pou la IRFOC le paamète nfluant u la commande et la contante de temp otoque et utout la étance otoque R dû pécalement à la tempéatue [67]. Pou commence, la machne et tetée pou une aaton de la étance otoque de l'ode de 65% de a aleu nomnale à l'ntant t.4. 5 tee de otaton N N* 4 4 tee de otaton N,N* [t/mn] 5-5 N,N*[t/mn] 4 9-8 -5.5.5.5 t[] Fg.II.5.a : Vtee de otaton à de pu en chage à t.8 et neon de congne à t 7.8..4.6.8 t[] Fg.II.5.b : Zoom à l'applcaton de la chage t.8 et au changement de R à t.4 8 6 4 Couple électomagnétque e e* Couple électomagnétque e e* e[n.m] - -4 e[n.m] 9-6.5.5.5 t[] 8.4.5.6.7.8.9 t[] Fg.II.6.a : Répone du couple électomagnétque Fg.II.6.b : Zoom au changement de R 5

Chapte II Commande ectoelle de la MAS Couant de phae tatoque Couant de phae tatoque 5,abc[A],abc[A] - - -5 -.5.5.5 t[] Fg.II.7.a : e Couant tatoque de phae a,b,c.5 -.5.4.45.5 t[] flux otoque Fg.II.7.b : Zoom au changement de R pd,pq [wb].5 pd pq -.5.5.5.5 t[] Fg.II.8 : Compoante du flux otoque elon le axe d et q Ce qu et maquant dan ce coube, c et que la aaton de la étance otoque a un mpact néfate u la commande ectoelle à flux otoque oenté, ca le découplage n'et plu mantenu et le pncpe même de commande et détéoé, l'eeu tatque de la compoante du flux otoque pete, de plu la machne et uexctée ce qu que de atue le ccut magnétque. q II... Concluon e éultat de mulaton ont pem de monte le pncpe de découplage extant dan la commande ectoelle ndecte, le ejet de petubaton au neau de tee et acceptable, pa utlaton d un égulateu IP. e découplage pete toujou, ce qu monte la obutee de la commande IRFOC face aux aaton de la tee. 'utlaton de la technque SPWM pou l'onduleu a péenté e lmte au neau de ondulaton de couant et du couple, d'où la néceté d'ntodue une melleue technque qu'et la SVPWM. e éultat ont monté que la technque SVPWM a beaucoup améloé le pefomance de la IRFOC tant aux ejet de petubaton qu'aux ondulaton du couple électomagnétque et de couant tatoque, et d'une manèe généale a contbué à la tablté du ytème. On a monté au que le égulateu PI ont tè enble aux aaton de la étance otoque ce qu mplque la détéoaton de la commande ectoelle IRFOC, donc le fat d'enage de égulateu obute, deent néceae. 54

Chapte II Etude et decpton de pncpale commande ndutelle

Chapte II Commande calae II. Commande calae de la MAS II.. Intoducton D'une façon généale utlée pou le ytème en boucle ouete, la commande calae appoonne un gand nombe d'applcaton où le beon majeu et de change la tee du moteu et éale une commande effcace, elle et également entable et mple à mplémente. Ce type de contôle conent utout pou de pefomance moyenne de fonctonnement de la machne aynchone [57]. II.. Pncpe de la méthode Pou fae ae la tee an modfe le couple utle, l faut gade le flux de la machne contant, ot en mpoant le appot tenon/féquence, ot aec une commande aec auto plotage qu aet la féquence et couant tatoque. Dan note ca on et ntéeé à la commande en couant, ca la commande en tenon et tbutae de paamète de machne, on utle pou cela le modèle pa phae de la machne aynchone en égme pemanent à fute totalée au tato [58], ' lluté dan la fgue.ii.: R R jω σ g I I d I q V S j ω σ aec : ' R R m / q ' Fg.II.: Schéma équalent de la machne aynchone à fute totalée au tato m II- I I / I II- I q : Couant dan le ccut du oto, analogue au couant d'ndut de la MCC. I d : Couant dan la banche magnétante, analogue au couant d'exctaton. Relaton du couple électomagnétque Patant de la elaton de la puance mécanque le couple et donné pa: P mec e II- Ω ω aec: Ω : la tee angulae du oto. p 4

Chapte II Commande calae On at que la puance mécanque et la dfféence ente la puance électomagnétque et le pete joule, qu 'éct en penant le aleu effcace de couant pa: ' R ' ' ' ω Pmec Pe Pj I q R I q R I q R I q II-4 g g ωl ωl en econnaant g. ω le couple et donc: ' R e p I q II-5 ω a elaton du deu de couant pemet d éce : l ce qu pemet d'éce: I q e σ σ ' R ωl l p I ' R σ ωl I II-6 ' R σ ω II-7 Sachant qu'en égme pemanent le couant tatoque et elé au flux pa la elaton uante: I ωl σω II-8 l Cette équaton monte que loque le module du flux et contant, le couple ne dépend que de ω l. Ω e chéma de la commande et lluté u la fgue II.. - PI ω l Calcul de I * I ω Equ. II-9 * a * b * c - - - V dc p Ω Capteu de tee Fg.II.: Schéma de pncpe de la commande calae en couant 4

Chapte II Commande calae a machne et almentée à tae un onduleu contôlé en couant. Connaant l ampltude du * couant tatoque I, le couant obtenue pa la lo d autoplotage. * * a, b et ont ue de elaton II-9, et la pulaton ω * c * * a * b * c I I I * * * * Sn ω t * π Sn ω t * 4π Sn ω t II-9 Apè la généaton de couant, l ont compaé aux couant tatoque meué de la machne, la ote de cette compaaon et l entée de égulateu à hytéé, ce dene applquent le mpulon de commande à l onduleu. II.. Concluon Pou la machne à nducton almentée en couant et contôlée pa la commande calae, le couple électomagnétque et le flux tatoque ont à la fo foncton de couant et de la féquence d almentaton, ce qu pooque de mauae pefomance dynamque. C'et pouquo ce type de commande conent pou le applcaton où la pécon u la tee n'et pa mpotante et où le couple aux fable tee et fable, telle que le entlateu, le compeeu, le pompe etc [58][59]. Vu le lmtaton que péente cette méthode, l et donc édent que pou de applcaton exgeant plu de pefomance utout duant le égme tantoe le ndutel optent pou d'aute altenate et plu patculèement la commande ectoelle ou la commande decte du couple. 4

Chapte II Commande de la MAS pa DC II. Commande decte du couple de la MAS II.. Intoducton a commande decte du couple et du flux DFC abégée DC a été ntodute l y a plu d'une ngtane d'année pa akahah [68] et Depenboak [69], dfféente de la commande pécédente FOC, la DC e une explotaton decte du couple et du flux podut pa la machne aynchone almenté pa l'onduleu. Se majeu aantage ont, mon de paamète de la machne utlé dan e équaton, pa de tanfomaton ente éféentel, pa de égulateu de couant, pa de généateu MI e qu améloe condéablement la épone dynamque, et an ecou à de capteu mécanque. Se pncpaux nconénent ont : le nombe lmté de ecteu tenon dponble engende le ondulaton du couple, flux, et de couant en égme pemanent qu ont eflétée u l'etmaton de la tee et a épone, et au e taduent pa de but acoutque accu. Et la enblté aux aaton de la étance tatoque. En oute, la uppeon de l'étage MI pncpale caactétque de la DC et l'ntoducton de contôleu d'hytéé pou le couple et le flux a pou conéquence d'ao une féquence de commutaton aable [4][7][7]. II.. Pncpe de la commande DC e teme commande decte du couple et du flux ent du fat que u la bae de eeu ente le aleu de éféence et celle etmée du couple et du flux, l et poble de commande dectement le état de l'onduleu afn de édue le eeu dan le lmte de la bande de égulateu à hytéé pédétemnée. II... Règle d'éoluton du flux tatoque e modèle généalement etenu à l'mplantaton de la DC et celu à éféentel tatonnae αβ, ce modèle et donné pa le ytème d équaton uant [7] : d R dt d R dt jω II-5 où : α j β, α j β, α j β α j β, α j β 55

Chapte II Commande de la MAS pa DC à pat de II-5 on a: d dt R II-6 alo: t R dt II-7 Sachant que pendant une péode d échantllonnage [, z ], la équence de commande S a S b S c du coneteu et fxe, la elaton II-7 peut 'éce comme ut : ou encoe: où t t R dt II-8 z t t Vdc S a S a S R S dt II-9 et le ecteu flux à t, et aec l hypothèe que la étance R ete contante. Et on néglge, en pemèe appoxmaton la chute de tenon due à la étance tatoque, le ecteu flux tatoque à l ntant t t e dédut du ecteu flux à l ntant t pa la ommaton ectoelle uante, à l ntéeu d une péode de commutaton de l onduleu étant fxe: t t t t II- a elaton II- peut e édue à la elaton de écuence uante: où: k k II- z k: ecteu flux tatoque à l'ntant d échantllonnage t k k: ecteu flux tatoque à l'ntant d échantllonnage t k a aaton du flux tatoque due à l'applcaton du ecteu tenon pendant une péode de commande et donc : k II- où: k k k II- a elaton II- monte que la tajectoe de ut la decton du ecteu tenon, de tel S ote que, ce dene et non nul, l extémté du ecteu tenon nulle, et alo fxe. ut la decton de S, et S et une 56

Chapte II Commande de la MAS pa DC Pou meux llute le compotement du module du flux tatoque, on a le epéente dan un epèe tounant dq où l coïncde aec l'axe d fgue.ii.9, on peut ééce l'équaton II-6 achant que: on obtent an: d dt II-4 d q d d d Rd q II-5 dt β q β d d 4 α q d α 5 6 Fg.II.9: oentaton de l'axe d elon la decton du flux tatoque En néglgeant la chute de tenon ohmque due à la étance tatoque, la aaton du module du flux tatoque deent: d dt d Sd II-6 A pat de l équaton II-6, nou contaton que la aaton du module du flux tatoque et popotonnelle à la compoante adale de la tenon tatoque, c et-à-de, quand un ecteu de tenon actf et applqué, c et la pojecton de cette tenon u l axe du flux qu pemet de fae ae on module. S une équence de tenon nulle et applquée, nou contaton que la aaton du module du flux tatoque et nulle. d dt d II-7 On apeçot dan la fgue II.7 que le ecteu, poèdent une compoante adale d, 6 pote, cela gnfe que ce ecteu augmentent le module du flux tatoque. D'aute pat le ecteu, ont une compoante adale d négate ce qu a pou caue de dmnue le, 4 5 module du flux tatoque. 57

Chapte II Commande de la MAS pa DC Su la fgue.ii. on epéente deux tuaton de la aaton du flux tatoque loqu on applque deux tenon dfféente. β β S t t S t t α S t t S t t α Fg.II.: Eoluton du ecteu flux tatoque en foncton du ecteu tenon applqué En choant une équence coecte de ecteu duée z, on peut fae ue à l extémté du ecteu S u de ntealle de temp uccef de la tajectoe déée. Pou fonctonne aec un module de flux contant, l ufft de cho une tajectoe cculae pou l extémté du ecteu flux. Cela n et poble que la péode de contôle z et tè fable deant la péode de otaton du flux. II... Règle d'éoluton du couple électomagnétque e couple et expmé pa : e K t K t nδ II-8 β aec : m K t p σ S : Module du ecteu flux tatoque. : Module du ecteu flux otoque. δ : Angle ente le ecteu flux tato et flux oto fgue.ii.. θ S δ θ Fg.II.: llutaton de l'angle δ α On peut apeceo mmédatement que le couple dépend, de l ampltude de deux ecteu et tout au ben que de l'angle δ. En admettant que le flux tatoque et mantenu dan une bande d'hytéé pédétemnée, cela nou pemet de uppoe qu'l ut a éféence ef, et que l éoluton du flux otoque et lente pa appot à celle du flux tatoque [7], l expeon II-8 à l'ntant t t deent: e ' K Sn δ δ II-9 t ef 58

Chapte II Commande de la MAS pa DC a fgue.ii. llute l éoluton de l angleδ, pou deux ecteu de tenon dfféent β β S t t S t t S t t δ δ δ δ < Γ e Dmnu t α δ δ > Γ e δ δ St Augmente t α Fg.II.: Eoluton de l'angleδ en foncton du ecteu tenon applqué II... Concluon Nou aon u que pou fxe l ampltude du flux tatoque, l faut mpoe à l extémté du ecteu flux une tajectoe cculae. Pou cela, le ecteu tenon applqué dot toujou ête pependculae au ecteu flux. Ma, comme on n a que hut ecteu tenon poble, dont deux ont nul, cela e tadut pou le flux tatoque pa l applcaton d une compoante adale qu agt u l ampltude du flux tatoque, et d une compoante taneale qu agt u l écat angulae ente le flux tatoque et otoque donc u le couple. e ecteu,, 4 ont une compoante taneale pote, ce ont donc ce ecteu qu augmentent le couple de façon plu ou mon elon la tee et la phae du flux. En eanche, le ecteu 5, 6, poèdent une compoante taneale négate ce qu pemet de dmnue le couple. applcaton de ecteu nul eent à bloque la poton du ecteu flux tatoque pendant une duée coepondant à la péode de contôle, alo que le ecteu flux otoque et en tan de contnue a coue uant on nete, attapant an le ecteu flux tatoque. acton obtenue et donc une dmnuton du couple tout en mantenant l ampltude du flux tatoque nchangée la tee et pote et d une augmentaton du couple elle et négate. appoxmaton u la chute de tenon dan la étante tatoque et éalte, exceptée aux fable tee où le teme R dot ête condéé. 59

Chapte II Commande de la MAS pa DC II.. Elaboaton de la commande decte du couple a tatége de la commande decte du couple, ntalement popoée pa akahah, et baée u le pncpe déeloppé dan le paagaphe pécédent. Elle conte à contôle à l ade d un chox judceux du ecteu de tenon appopé de l onduleu, l ampltude du flux tatoque et le couple de manèe decte et multanée. e chox du ecteu tenon dépend de la aaton ouhatée pou le module du flux tatoque, ma également de l éoluton ouhatée pou a tee de otaton et pa conéquent pou le couple. e flux et le couple ont etmé en utlant le tenon et le couant de lgne, pu compaé à leu éféence epecte pa de compaateu à hytéé à deux ou to neaux. e chox du ecteu tenon e fat donc uant l état de compaateu et en foncton de la poton du flux tatoque dan le plan complexe [68]. Cette tatége monte que le plan complexe et découpé en x ecteu de 6º. a décompoton en douze ecteu et poble ma elle n'appote pa d'améloaton upplémentae dan la tuctue DC aec un onduleu à deux neaux [74]. II... Régulaton du flux tatoque Afn de lmte la féquence de commutaton de nteupteu et d obten de bonne pefomance dynamque, le contôleu à hytéé à deux neaux et la oluton la plu mple et la meux adaptée à la commande decte du couple. a bande d hytéé pemet d éalue l eeu du flux, ou la ote du contôleu de flux, donnée pa la aable logque d [,], ndquant le dépaement upéeu et nféeu de l ampltude du flux. An, le compaateu à hytéé à deux neaux, pemet de détecte le dépaement de la bande de contôle et epecte pa la elaton: e * < H II-4 où H et la bande d hytéé du contôleu fgue.ii. a,b. e chox du ecteu tenon à applque dépend du gne de l eeu ente le flux de éféence ef et le flux etmé. d d pou pou e e > H < H d II-4 H ef -H t -H H e Fg.II..a: Eoluton de Fg.II..b: contôleu à hytéé à deux neaux 6

Chapte II Commande de la MAS pa DC II... Régulaton du couple électomagnétque De la même façon, la égulaton du couple électomagnétque et poble gâce à deux type de contôleu à hytéé, un compaateu à hytéé à deux neaux ou to neaux. e contôleu à deux neaux péente l aantage de la mplcté de contôle ma dan un eul en de otaton de la machne, alo que le contôleu à to neaux aue le contôle du moteu dan le deux en de otaton [75]. a foncton de ote du coecteu du couple et défnt de telle ote qu l epecte la condton uante : < e II-4 eef e a fgue.ii.4 monte l écat de ote logque d du contôleu uant l éoluton du couple e pa appot au couple de éféence eef. d -H H e - Fg.II.4: contôleu à hytéé du couple à to neaux e gnal de ote du contôleu du couple et défnt comme ut: d d d pou pou pou e e e > H < H II-4 II... Elaboaton de la table de commande A tte d'exemple et en penant le ecteu fgue.ii.5 on peut monte l'élaboaton du chox du ecteu de tenon à applque pou à la fo augmente le module du flux et le couple. V V V V 6 Fg.II.5: Chox du ecteu tenon à applque 6

Chapte II Commande de la MAS pa DC e ecteu,, 6 contbuent à l'augmentaton du flux, et le ecteu, contbuent à augmente le couple. Donc, eul le ecteu et applcable afn de éponde aux exgence oulue. C'et le même éonnement qu'l faut applque à tou le ca de fgue, ce qu pemet d'élaboe la table de commande du flux et du couple. able de commande du flux tatoque e tableau II. éume le équence de tenon acte à applque pou augmente ou dmnue le module du flux elon chaque ecteu. ecteu 4 5 6 6,,,,,, 4, 4, 5 4, 5, 6 5, 6,, 4, 5 4, 5, 6 5, 6, 6,,,,,, 4 ableau.ii.: ecteu de tenon à applque pou chaque ecteu pou le contôle du flux able de commande du couple De la même manèe pécédente on éume le équence de tenon acte à applque pou augmente ou dmnue le couple en foncton du ecteu dan le tableau II.. ecteu 4 5 6 e, 4 4, 5 5, 6 6,,, e 6 6,,,, 4 4, 5 5, ableau.ii.: ecteu de tenon à applque pou chaque ecteu pou le contôle du Couple a compaaon de table de commande du module du flux et du couple pemet la ynthèe d'une eule table de commande llutée dan le tableau II.. 4 5 6 e & e & e & e & 4 5 6 4 5 6 6 5 6 4 5 4 ableau.ii.: ecteu de tenon à applque pou chaque ecteu pou le contôle du couple et du flux 6

Chapte II Commande de la MAS pa DC De cette table, le dfféent ecteu de tenon actf à applque ont connu, ma l'dée d'omette le équence de tenon nulle n'et pa optmale, en effet leu abence contbue à augmente le nombe de commutaton et donc le pete coepondante [74]. a table de commande défne pa [76] donnée au tableau II.4 pemet l'utlaton de équence de tenon nulle et an lmte le pete. 4 5 6 d d d 4 5 6 d 7 7 7 d 5 6 d d 7 d 6 4 5 6 7 7 4 4 5 ableau.ii.4: élaboaton de la table de commutaton II...4 Etmaton du flux tatoque et du couple e flux peut ête etmé pa dfféente méthode dont deux on tè épandu; le modèle dt en couant et le modèle en tenon tatoque ou en combnant ente le deux [77]. On 'en tenda qu'au peme modèle II...4. Modèle en tenon Cette méthode et connue comme la plu mple à etme le flux, elle et ue de l'équaton II-7. ampltude du flux tatoque et etmée à pat de e compoante uant le axeαβ ot : α β t t α β R α R S β dt dt II-44 aec: α β e compoante α et β du ecteu couant ont obtenue à pat de la tanfomaton de Concoda de couant meué : aec: α β a a b II-45 6

Chapte II Commande de la MAS pa DC e compoante du ecteu tenon ont econttuée à pat de la tenon contnue pa le elaton uante : Sα Vdc Sa Sb SC II-46 S β Vdc Sb SC II-47 a fgue.ii.6 monte le dagamme de bloc d'etmaton du flux tatoque en coodonnée αβ. α α β β R R - - α tan α β / α ˆ Fg.II.6: chéma de l'etmaton du flux tatoque pa le modèle en tenon Malheueuement la pécon de l'etmaton de ce modèle et lmtée, due à l'ntégaton en boucle ouete qu peut mene à de gande eeu d'etmaton, au en bae tee la chute de tenon tatoque n'et plu néglgeable, cec et le pncpal nconénent de ce modèle. 'ntégateu pu et ouent emplacé pa un flte pae ba pou éte le poblème de dée d'ntégaton, cela contbue à l'améloaton de cette technque [75]. e couple et obtenu à pat de compoante du couant tatoque et du flux déjà etmé pa: e p II-48 α β β α II...5 Schéma de la commande a fgue.ii.7 llute le chéma de pncpe de commande DC: Réeau ~ * e - V V e V 4 V * - V 5 ˆ V 6 Fg.II.7: Pncpe de la commande DC 64

Chapte II Commande de la MAS pa DC II..4 Réultat de mulaton II..4. Réultat de la DC On péente mantenant le éultat obtenu à pat de mulaton du fonctonnement de la tuctue péentée à la fgue.ii.7. Pou une lageu de la bande d'hytéé du couple e.5 Nm et celle du flux. wb. 5 tee de otaton N N* 4 tee de otaton N,N* [t/mn] 5-5 N,N* [t/mn] 4 8 6 N N* - -5.5.5 t[] 4.7.75.8.85.9.95 t[] Fg.II.8.a : Répone de la tee à de pu en chage à t.7 et neon de congne à t. Fg.II.8.b : Zoom u l'mpact de la chage 4 couple électomagnétque e e* 4 couple électomagnétque e et e* e,e* [N.m] - -4 e et,e* [N.m] - -4-6.5.5 t[] Fg.II.9.a : Répone du couple électomagnétque e [N.m] 5 4 9 8 couple électomagnétque 7.5.6.7.8.9 t[] Fg.II.9.c : Ondulaton du couple p b -6.5.5 t[] Fg.II.9.b : e couple électomagnétque etmé..5.5 -.5 - flux tatoque [wb] -.5 -.5 - -.5.5.5 p a p a Fg.II.: Eoluton du module du flux tatoque 65

Chapte II Commande de la MAS pa DC On contate pa ce fgue que la tee a une bonne dynamque, an dépaement n d'eeu tatque et ut a éféence d'une manèe acceptable, le couple et ondulé, a dynamque et mon pefomante dû au égulateu ajouté pou la égulaton de la tee, le flux ut la tajectoe pédéfne ma péente de ondulaton autou de a aleu de congne du à la bande d'hytéé. II..4. Effet de la aaton de la étance tatoque Pam le majeu nconénent de la commande DC on note l'mpact de aaton de la étance de enoulement tatoque, qu ont due pncpalement aux échauffement de la machne. e éulta de mulaton qu ont ue mettent en édence ce phénomène non néglgeable dan cette commande où à l'ntant t. la étance R et uppoée ub une aaton de %. e bande d'hytéé de compaateu du flux et du couple ont le même que pécédemment. 5 tee de otaton 44 tee de otaton 4 N,N* [t/mn] 5-5 - -5 N N* -.5.5 t[] e,*[nm] 4 - -4 Fg.II..a : Répone de la tee couple électomagnétque e -6.5.5 t[] Fg.II..a : Répone du couple électomagnétque N,N* [t/mn] p [wb] 4 8 6 4 8 N N*.8..4 t[] Fg.II..b : Zoom u l'mpact de la chage et la aaton de la étance R flux tatoque.4 p p*..8.6.4..5.5 t[] Fg.II.: Eoluton du module du flux tatoque 66

Chapte II Commande de la MAS pa DC flux tatoque etmé [wb] flux tatoque [wb].5.5 p b p b -.5 -.5 - - - -.5.5 p a - -.5.5 p a Fg.II.4: ajectoe du module du flux tatoque, à gauche: etmé, à dote: éel e aaton de la étance tatoque entaînent de dfonctonnement dan le chox du ecteu tenon à applque. e éultat montent que la tee péente un dépaement mpotant ma qu eenne à a aleu de éféence dû au égulateu IP, le couple électomagnétque péente de ondulaton plu mpotante et de égme tantoe plu lent, quant au flux de la machne, l 'écate totalement de a aleu de éféence aec une eeu tatque pemanente, pa conte le flux etmé ne ubt aucun changement ca l et calculé à pat de la aleu ntale nchangée de R. II..4. Effet de la bande d'hytéé de égulateu Comme l a été mentonné, la commande DC utle de compaateu à hytéé, qu pa leu lageu de bande peuent nfluence le pefomance de celle-c agant u l'ondulaton du flux et du couple, et la féquence de commutaton de nteupteu tatque. De taaux ont monté que la bande d'hytéé du égulateu de flux affecte la dtoon du couant tatoque en teme d'hamonque d'ode nféeu, et la bande d'hytéé du égulateu de couple affecte la féquence de commutaton donc le ondulaton du couple [78]. II..4.4 Effet de la bande d'hytéé du égulateu de flux tatoque Pou llute l'nfluence de la bande d'hytéé du égulateu de flux Statoque, on a pocédé a plueu ea de mulaton aec to bande d'hytéé.5 wb,. wb, et.7 wb, et pou une aleu e fxée à.6 Nm. Pa ce to ea on emaque que l'élagement de la bande d'hytéé du égulateu de flux nflue à la fo u la tajectoe du flux tatoque qu 'écate de a fome cculae dée en e appochant à une fome plutôt hexagonale, et u la fome d'onde de couant tatoque qu 'élogne de la fome nuoïdale. Pa conte le couple emble ne pa ub de gande nfluence. 67

Chapte II Commande de la MAS pa DC flux tatoque [wb].4. Module flux tatoque.5 p b ph[wb].8.6 -.5 - - -.5.5 p a.4..5.5 t[] couant tatoque 4 Couple électomagnétque 5,abc[A] e[n.m] -5 -.45.455.46.465.47.475.48 t[] -.5.5 t[] Fg.II.5: Eoluton de pncpale caactétque de la machne pou. 7 wb flux tatoque [wb].4. Module flux tatoque.5 p b ph[wb].8.6 -.5 - - -.5.5 p a.4..5.5 t[] Fg.II.6.a: Eoluton de pncpale caactétque de la machne pou. wb 68

Chapte II Commande de la MAS pa DC 8 couant tatoque 5 Couple électomagnétque 6 4 5,abc [A] - e[n.m] 5-4 5-6 -8.45.455.46.465.47.475.48 t[] -5.5.5 t[] Fg.II.6.b: Eoluton de pncpale caactétque de la machne pou. wb flux tatoque [wb].4 Module flux tatoque p b.5 -.5 - - -.5.5 p a ph[wb]..8.6.4..5.5 t[] 6 couant tatoque 5 Couple électomagnétque,abc[a] 4 - -4 e[n.m] 5 5 5-6.45.455.46.465.47.475.48 t[] -5.5.5 t[] Fg.II.7: Eoluton de pncpale caactétque de la machne pou. 5 wb II..4.5 Effet de la bande d'hytéé du égulateu de couple a bande d'hytéé du égulateu de flux a été fxé à.5 wb et celle du égulateu de couple a été ae pou le to aleu uante e.5, et 5Nm. 69

Chapte II Commande de la MAS pa DC 5 5 Couple électomagnétque e.5 Couple électomagnétque e,[nm] 5 e,[nm] 9.5 9 5-5.5.5 t[] 8.5 e 8....4.5 t[] Fg.II.8: Eoluton de pncpale caactétque de la machne pou e. 5 Nm e,[nm] 5 5 5 5 Couple électomagnétque e -5.5.5 t[] e,[nm] 9 8 7 Couple électomagnétque 6 e 5....4.5 t[] Fg.II.9: Eoluton de pncpale caactétque de la machne pou e Nm 5 5 Couple électomagnétque e 4 Couple électomagnétque e,[nm] 5 5-5.5.5 t[] e,[nm] 8 6 e 4....4.5 t[] Fg.II.4: Eoluton de pncpale caactétque de la machne pou e 5 On emaque u ce fgue qu'à fu et à meue que la bande du égulateu de couple augmente, le ondulaton augmentent à leu tou. Ma le fat de édue la bande augmente la féquence de commutaton. On peut conclue que le moyen d'améloe le pefomance de la DC et d'augmente la féquence d'échantllonnage, qu dépend édemment de la puance du calculateu utlé. 7 Nm

Chapte II Commande de la MAS pa DC II..5 Compaaon ente le commande IRFOC et DC Pa le éultat de mulaton obtenu et la lttéatue déjà mentonnée, nou pouon fae la compaaon ente le fome de bae de ce deux méthode tè connue en ndute o tableau.ii.5. Aantage Inconénent IRFOC - Aez bonne dynamque et melleue tablté en égme pemanent - bae féquence d'échantllonnage - mon d'ondulaton de couple et de couant - plu de temp de calcul, tanfomaton de epèe et découplage - Senble aux aaton paamétque du oto - modulateu - plueu boucle de égulaton - nécete un capteu de tee et bonne etmaton de ω l DC - Commande ue dectement de compaateu, pa de tanfomaton ente epèe - Pa de boucle de égulaton de couant, et pa de ccut de découplage - Suppeon de l'étage MI - Une dynamque excellente du couple et de la tee - pa de capteu de tee - tè mple à mette en œue - Féquence de commutaton gande et aable - Dépendance à la étance tatoque, et à la bande d'hytéé de compaateu - Ondulaton dan le couant et le couple - Etmaton du couple et du flux peut obute - bu acoutque ableau.ii.5: Compaaon ente IRFOC et DC 7

Chapte II Commande de la MAS pa DC II..6 Concluon Dan ce chapte on a commencé pa l étude du pncpe de la commande calae, qu occupe une place non néglgeable dan l'ndute, cependant elle a été ome de la compaaon, ue le pefomance ée dan le cade de ce taal. Enute, et apè un bef decptf de la commande ectoelle à bae d'oentaton de flux, une étude théoque étendue de la commande ectoelle ndecte à flux otoque oenté IRFOC a été péentée, an que pou la commande DC, en ue de fae une étude compaate ou enonnement Smulnk de Matlab de pefomance qu'offent ce deux gande méthode qu domnent l'ndute de la commande de machne électque à haute pefomance. On peut conclue que le deux méthode péentent chacune de aantage et de nconénent, et u le pogè actuel en matèe de calculateu et de compoant em-conducteu l et dffcle de le dépatage, la melleue méthode ea donc celle qu ea améloée pa le technque modene afn d'en gade le aantage et uppme le nconénent. Note chox a été poté u la commande IRFOC, ca elle péente plu de tablté en égme pemanent, nou allon donc l'améloe en teme de épone dynamque et de obutee et uppeon de capteu mécanque. Nou aon déjà monté le éultat qu'ont appoté l'ntoducton de la modulaton ectoelle SVPWM, mantenant on a pocéde à la ende obute aux ncettude ntene et extene. 7

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la machne aynchone

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS III. Intoducton Nou aon u pécédemment que la commande IRFOC à égulateu PI, donne de bon éultat dan le ca où le ytème et lnéae à paamète contant. Cependant, elle ete tè lmtée pou un ytème non lnéae ayant de paamète aable, dan ce ca, on dot fae appel à une technque qu épond aux exgence dont l'nenblté aux aaton de paamète et aux petubaton. a technque de commande à tuctue aable VSC pa mode glant de l'angla Sldng Mode Contol, et tè connue pa a obutee ene le ncettude ntene aaton de paamète de la machne, et extene petubaton due à la chage, et aux phénomène ayant été om dan la modélaton, toute en ayant une tè bonne épone dynamque [79]. Dan le but d'améloe le pefomance de note commande en teme de obutee, on a ntodue dan ce chapte, cette technque tè appoée pa le checheu. En peme leu, de noton de bae de la commande pa mode glant eont abodée, aec applcaton à la commande de la MAS. Apè on a pocéde à la mulaton en commençant pa la commande dcontnue de bae «gn» qu ea compaée aec la commande adouce «at», enute on a ntodue une aute fome de uface. On temnea pa l'applcaton d'une tuctue qu goupe un égulateu PI et de égulateu à mode glant. III. Pncpe du contôleu à mode glant a commande pa mode glant et une clae de la commande à tuctue aable, elle et effcace et obute pou le ytème lnéae et non lnéae. a tache pncpale de la commande pa mode glant, et de foun une uface de commutaton, elon de lo d'extence, de conegence et de tablté. a uface de commutaton peut ête attente pa la tajectoe d'état gâce aux changement appopé de la tuctue du ytème commandé [8]. e but de la commande pa mode glant et que la tajectoe d'état ot attée e une uface de glement défn S Sldng Suface et gle autou d'elle. Une fo la uface de glement et attente, la dynamque du ytème ete nenble aux aaton de paamète du poceu, et aux petubaton extene [8]. An, la concepton de contôleu à mode glant pae pa deux étape eentelle [8][8]: Détemne le chox et le nombe de uface epéente pa un ecteu Sx. Détemne la lo de commande pa une nouelle entée dcontnue u n x, pou atte la tajectoe d'état e la uface. 7

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS III. Bae théoque de la commande pa mode glant Sot un ytème de commande contnue, epéente pa le ytème d'état III- [6]: x A, x, t B x t u III- Où: n x R et le ecteu d'état du ytème, m u R et le ecteu de commande, et m y R et le ecteu de ote. Dan la commande à tuctue aable, la épone d'un tel ytème pae en généal pa to phae ou mode appelé, mode d'attente Reachng Mode, RM, mode de glement Sldng Mode, SM, et le mode du égme pemanent teady-tate mode, SS [8], ce mode ont lluté dan le plan de phae u fgue III.. x RM SM Sx > Sx < SS SM x RM Sx Fg.III.: ajectoe d'un ytème de deuxème ode à VSC III.. Chox de la uface de glement objectf peme d un contôleu à mode glant et de dge le état du ytème contôlé e une uface S défne et de manten le ytème u cette uface. Cette uface S contbue à défn une foncton lnéae Sx appelée foncton de commutaton wtchng functon telle que [8]: S x S. x III- m où: n n S R et S { x R : S. x } Généalement le nombe de uface de glement et égal à la dmenon du ecteu de commande u [8]. a foncton lnéae Sx, dot atfae le condton de conegence et de tablté du ytème, une fome généale a été donnée pa [84]: 74

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS S n λ III- t x e x où : ex: et l eeu ente la aable à égule et a éféence : ex x * - x. λ : et une contante tctement pote. n : et un degé elatf. outefo l y a plueu aante de uface, cton une, qu utle une compoante ntégale défne pa [5], elle ea tatée pa la ute. III... Condton d'extence du mode glant e ctèe d extence du mode glant gaantt que la uface glante et ben attente pa le ytème, on peut expme que lo de la phae d attente du mode glant S, la condton uffante de l'extence du mode glant S, dan un temp fn et que la pa d'négalté dan III - 4 ot ae [85]. lm lm S > S < III-4 Comme le poblème d'extence eemble à un poblème de tablté généalé. Une aute façon tè utlée pou l'étude de l'extence du mode glant, qu et la econde méthode de yapuno. a foncton calae de yapuno et défnt-pote Vx>, la lo de commande dot fae décoîte cette foncton, ç-à- d V x <, pou cela une foncton calae Vx et choe comme ut []: t V x S x S x III-5 t où: S et la tanpoée de S. a déée de cette foncton et: t x S x S x V III-6 Pou le ytème mono-aable elle 'éct: V x S x III-7 75

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS Pou que III-5 ot décoante, a déée dot ête alo négate : x S x S x < V III-8 ant que III-8 et éfée, la dynamque du ytème u S x, an que a tablté ont ndépendante du ytème III-, elle dépendent unquement de paamète de la uface choe. Cec explque l'naance de ce lo de commande pa appot aux petubaton agant u la pate commande. oque la tajectoe de phae ete u la uface Sx, le ytème et dt en mode de glement et cela juqu'à ce qu'l ae à un état d'équlbe égme pemanent. Cette négalté fondamentale III-8, pemet de détemne le paamète de églage. III.. Détemnaton de la lo de commande Dan la théoe de VSC, l y a de dfféente manèe de cho le paamète pou défn une logque de commutaton, dan la lttéatue l y a to type de tuctue tè épandue, la commande pa conte-éacton lnéae à gan commuté, la commande pa ela, et la commande équalente. e deux denèe appoche, ont le péféée dan la commande de machne électque pace qu'elle ont plu appopée [86]. Dan note ca, la méthode choe et celle de la commande équalente, chématée u la fgue.iii. [86]. u eq Petubaton u u n u Sytème - Sote Sx o de commutaton Fg.III. chéma fonctonnelle de la commande équalente III... a commande équalente 'analye qu a ue et ue de [87][88]. a commande équalente et augmentée pa un teme appelé acton de la commande dcontnue u n, pou atfae le condton d'attente de la uface Sx. 76

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS Dan ce condton la commande et écte comme ut: u u eq u n III-9 a pemèe étape, et de défn une entée u eq, de telle façon que la tajectoe d'état ete u la uface de commutaton Sx. a déée de la uface Sx et : S x S t S x x t III- En ubttuant III-, et III-9 dan III-, on aua : S x S x S x S x A x B x ueq B x un III- a commande équalente et détemnée duant la phae de glement et la phae du égme pemanent en dentfant que Sx, et pa conéquent S, et un. Dan ce condton la oluton de l'équaton III- et alo : x u eq S B x S x x A x III- S B x x Aec la condton que:. Une fo u eq défnt, III- et ubttuée dan le ytème III-, pou ao la nouelle expeon de la déée de la uface : S S x, t B x, t. u n III- x a commande u n, et défne duant le mode de conegence et dot atfae la condton S S <. Afn de atfae cette condton, le gne de u n dot ête oppoé à celu de S S x, t. B x, t. x a commande u n, et donnée pa la fome de bae qu et celle d'un ela epéenté pa la foncton «gn» fgue.iii. : 77

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS S x u n K gn, aec K> III-4 u n K Sx,t -K Fg.III.: la foncton «gn» de u n. a phae de glement coepond à celu d'un ela commutant aec une féquence nfne. Une féquence d'ocllaton nfne uppoe de élément déaux de commutaton ela an eul, n hytéé, n etad de commutaton, ce qu n'et pa le ca en patque. En péence de ce mpefecton la féquence de commutaton deent alo fne, et e manfete pa de ocllaton autou de la uface de glement S, ce dene auont une ampltude d'autant plu gande et une féquence d'autant plu bae que le mpefecton ont mpotante. Ce phénomène et appelé phénomène de boutement chatteng en angla. Pou eméde à ce poblème qu peut alle juqu'à détue le équpement de ytème, la foncton dcontnue «gn», et emplacée pa de foncton contnue, en céant une bande autou de la uface de glement S [89]. D'aute méthode ont popoée pou lmte ce phénomène, pa exemple [8] a utlé pou la commande d'une MAS pa égulateu à mode glant la commande dte douce à un eul eul, elle et donnée pa le ytème III-4 et epéentée u la fgue.iii.4. K S x S x < ε u n ε III-5 K. gn S x S x > ε Cette foncton et connue au pa, la foncton atuaton «at». u n K ε ε Sx -K Fg.III.4 : commande u n adouce «at» 78

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS Dan [7], l a utlé une commande ntégale compenée pa un teme η >, elle et défne comme ut: S x u K S x δ η n III-6 aec: δ δ δ γ η ξ S S S x x dt S x S x x dt S x ε < ε ε < ε où: δ, η, γ, ξ, ε ont de contante pote. III-7 a commande et llutée à la fgue.iii.5: K u n Sx,t -K Fg.III.5 : Commande u n ntégale III.4 Commande de la MAS pa égulateu à mode glant En e baant u l'étude théoque de égulateu à mode glant u pécédemment, nou allon mantenant pocéde à on applcaton à la commande ectoelle à flux otoque oenté dotée de la technque SVPWM. En peme leu, on a applque la commande à mode glant pou une tuctue dte en cacade fgue III.6, où tou le égulateu ont à mode glant [7][8], pu, une aute fome ea applquée, qu aoce égulateu PI et mode glant, elon le bae de atcle [][4]. 79

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS III.4. Régulaton en cacade pou l'aeement de la tee a tuctue en cacade péentée et à to uface, une pou la tee, et le deux aute pou le couant, le chéma de contôle et monté u la fgue III.6. * Ω q _ S Ω - S q q q d Calcul d * d - S d d d Ω Fg.III.6 : chéma de contol de la tuctue en cacade Aant la détemnaton de uface S Ω, S, S, d'abod on outat aux équaton de q d la MAS dan la commande ectoelle à flux otoque oenté écte dan II- cec: R m d d R m d R d σ ω σ q d dt R q d m m q R q σ ω σ q p. Ω dt dω J e f Ω dt aec : e K t dq m et: K t p III.4.. Défnton de la uface de égulaton de la tee d III-8 En choant n, dan l'équaton III-, la uface de la tee et défne pa : a déée de S Ω et : * Ω Ω Ω S III-9 Ω * Ω S Ω III- En emplaçant dan III-, l'expeon de Ω tée de III-8, et en ntoduant la commande équalente, on aua: q qeq qn 8

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS K P f III- J J J S, donc S Ω et, d'où t * S Ω Ω d qeq qn Ω Pendant la phae de glement et au égme pemanent Ω l'on te l'expeon de qeq : qn J K qeq * t d P Ω J f J Ω III- 'acton de la commande dcontnue qn, et défne duant la phae d'attente, et dot comme mentonne pécédemment atfae la condton S S <. Sot, en ettuant III- dan III-, l éultea : K t S Ω dq III- n J a foncton ela de bae et choe en peme leu pou qn, elle et déjà défne dan III-4, aec dan ce ca K K Ω. R-q: - Un lmteu de couant et jugé utle afn de péo tout dépaement poble du couant q. III.4.. 'Obeateu de uenbege Pou connaîte la aleu de de l'équaton III- et afn de uppme le capteu de couple de chage, nou aon utlé un obeateu de type uenbege d'ode elaton III-4. Cette méthode a été utlée dan [6], elle et baée u l'hypothèe que le couple de chage ot contant u une péode d'échantllonnage. e détal ont poté en annexe D. dω f ~ K Ω l l ~ Ω d dt t d J J J q III-4 l l dt ~ où Ω ~, ont le aleu obeée de la tee et du couple de chage epectement. 5 tee de otaton N N ob 5 N,N ob[t/mn] 5-5 eeu [t/mn] - -5.5.5.5 t[] Fg.III.7.a : Vtee de otaton meuée et obeée -5.5.5.5 t[] Fg.III.7.b : eeu ente la aleu meuée et obeée 8

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS 4 Couple de chage ob 4, ob [Nm] - eeu [N.m] - -4-4.5.5.5 t[] Fg.III.8.a : Répone du couple de chage obeé -6.5.5.5 t[] Fg.III.8.b : eeu ente la aleu meuée et obeée e fgue III.7 et III.8 epéentent l allue de aleu meuée et obeée de la tee et du couple de chage. e éultat montent que l eeu ente le gnaux obeé et ceux meué et mnme auf aux ntant de aaton de congne de la tee et du couple de chage. An donc le pefomance de l'obeateu de uenbege ont atfaante. III.4.. Défnton de uface de égulaton de couant a tuctue de la commande popoée, utle deux uface, S, et S pou égule epectement le couant d, et q, elle ont défne comme ut: d q - pou le couant d : S d * d d III-5 - pou le couant q : S q * q q III-6 Mantenant comme pou le égulateu de tee nou metton en œue la lo de commande qu foce le ytème à e dge e la uface choe en un temp fn, comme ut : * d deq dn III-7 * q qeq qn III-8 où,, ont le acton de la commande équalente, défnt d'apè le même éonnement deq qeq du paagaphe pécédent, et ue de elaton de III-8, de la manèe uante : deq deq σ σ R * m m * d ω q R d d R * m m * q ω d R. q P Ω d R R III-9 III- 8

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS et,,, ont le acton de la commande dcontnue, donnée apè le calcul pa : dn qn σ S d dn S q qn σ III- III- aec : K gn S III- dn d d K gn S III-4 qn q q III.4. Réultat de mulaton de la commande VSC Nou allon analye le compotement du ytème commandé pa la Commande à Stuctue Vaable pou deux aété de uface glement et deux fome de commande dcontnue. e éultat obtenu aec la VSC eont compaé ente eux afn d'en te la melleue tuctue de commande. Comme aux chapte pécédent, en a péente le pncpale caactétque qu ont, la tee de otaton, le couple électomagnétque, le compoante du flux otoque, et le couant tatoque. e ctèe pe en compte ont : apdté de épone, eeu tatque, ocllaton u le épone. III.4.. Réultat pou une commande dcontnue de type «gn» On a condée la commande dcontnue de type «gn», la machne démae à de, pou une congne de tee de 45 t/mn, pu à l'ntant t,6, on applque un couple de chage égale à Nm, apè la machne et ollctée pa un changement de congne nee de tee égala à -45 t/mn à t. 5 tee de otaton N N* Nob 4 45 tee de otaton N,N*,Nob[t/mn] 5-5 - -5.5.5 t[] Fg.III.9.a : Vtee de otaton à de pu en chage à t.6 N,N*,Nob[t/mn] 4 45 4 95 9 N N* Nob.6.65.7.75.8.85.9 t[] Fg.III.7.9 : Zoom à l'applcaton de la chage 8

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS 4 Couple électomagnétque.5 flux otoque p d p q e, [Nm] - e -4.5.5 t[] Fg.III. : Répone du couple électomagnétque 5 5 couant de phae tatoque pd,pq [wb].5 -.5 -.5.5 t[] Fg.III. : Compoant du flux otoque elon le axe d et q 5 couant de phae tatoque,abc [A] -5 -,abc [A] -5-5.5.5 t[] Fg.III..a : e Couant tatoque de phae -.46.48.5.5.54 t[] Fg.III..b : Zoom u couant tatoque a épone en tee obtenue aec la VSC pou un démaage à de et tè apde de l'ode de,. On obee que l'eeu de tee pooquée pa la petubaton de la chage et tè apdement compenée. a épone en couple et patquement ntantanée. e ocllaton de haute féquence et d'ampltude éleée que l'on emaque u le couple ont due à la pate dcontnue de la commande qu pend de aleu mpotante, et an ça ndut de ocllaton u la épone en tee. On emaque que le découplage et pedu apè l'neon de la tee, cec et gênant ca ça détéoe le pncpe même de la commande ectoelle. On peut conclue que l'utlaton de la combnaon d'une uface de bae et d'une commande dcontnue de type «gn» aboutt à de épone apde ma détéoée pa de ocllaton. Vu ce éultat tè ocllatoe une aute commande emble ben mpoante. 84

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS III.4.. Réulta pou une commande adouce de type «at» En emplaçant la commande dcontnue de bae epéentée pa la foncton «gn», pa une foncton plu douce de type «at» défne daniii-5, on a obtenu le éultat uant: N,N*,Nob[t/mn] 5 5-5 - tee de otaton N N* Nob -5.5.5 t[] N,N*,Nob[t/mn] 44 4 4 48 46 44 tee de otaton N N* Nob.6.65.7 t[].75.8 Fg.III..a : Vtee de otaton à de pu en chage à t Fg.III..b : Zoom à l'applcaton de la chage 5 Couple électomagnétque.5 Couple électomagnétque e e, [Nm] 5-5 e, [Nm].5 9.5 - e -5.5.5 t[] Fg.III.4.a : Répone du couple électomagnétque 9.5..5.4.45.5.55 t[] Fg.III.4.b : Zoom u l'ondulaton de e couant de phae tatoque couant de phae tatoque 6 5 4,abc [A],abc [A] - -5-4 -6 -.5.5 t[] Fg.III.5.a : e Couant tatoque de phae -8.4.4.44.46 t[].48.5 Fg.III.5.b : Fome d'onde de couant tatoque 85

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS. flux otoque pd,pq [wb].8.6.4. p d p q -..5.5 t[] Fg.III.6 : Compoante du flux otoque elon le axe d et q e éultat obtenu montent ben l'effcacté de l'utlaton de la commande adouce, a épone en tee et légèement apde que pécédemment, Il n'y a plu d'ocllaton u le couple et la tee, l'eeu tatque pooquée pa la petubaton de la chage fgue.iii..b et d'une ampltude à pene décelable d'autant qu'elle et ejetée ntantanément. On emaque n'et au mon de ocllaton éduelle u le couple au moment où l attent le égme pemanent, qu coepondent à une ocllaton autou de la uface de glement, ma qu ont atténuée tè apdement ca la commande pae de la commande dcontnue à la commande contnue et le ytème ente en égme glant autou de Sx [9]. Pou le compoante du flux otoque, on obee un découplage aué contaement à la commande pécédente. Dan le fgue III.5 a,b, on ot que le ondulaton du couant ont nettement atténuée, aec une fome d'onde tè atfaante. III.4. Applcaton d'une aute aante de uface a uface qu'on a étude et popoée dan [5][9], elle et donnée pa: S t e t k t a e τ d τ III-5 où : k et un gan contant. a et un paamète défn pa la commande. Condéant l'équaton mécanque déjà défne dan III-8 : où : a Ω a Ω f b III-6 q f ; et celu défn dan J K t d f ; b ; J J III 5 86

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS Nou allon mantenant econdée cette équaton en ntoduant le teme de ncettude comme ut: Ω a a Ω f f b b q III-7 où a, f, b, epéentent le ncettude u le teme a, f, et b epectement. Mantenant défnant l'eeu de la tee pa: e t Ω t Ω t III-8 où ω t, et la tee de éféence. a déée tempoelle de III-8 'éct : e t Ω t Ω t a e t u t d t III-9 Où le teme uant ont egoupé dan le gnal de commande ut: u t b a Ω t f t Ω t III-4 q Et le teme de ncettude ont egoupé dan dt: d t a Ω t f b t III-4 a commande du égulateu à mode glant et défnt pa: q u t k e t β gn S t III-4 où k, et le même gan défn dan III-5, l dot ête tctement négatf, β et le gan de commutaton qu dot ête cho de tel ote que β d t t. a peue de ce uppoton e toue en annexe D. Fnalement, le couant de éféence q, et obtenu en ubttuant III-4 dan III-4: q [ k. e β. gn S a. Ω Ω f ] III-4 b 87

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS e même ctèe de obutee ont été ep pou la nouelle aante de la uface. N,N*,Nob[t/mn] 5 5-5 - tee de otaton N N* Nob -5.5.5 t[] N,N*,Nob[t/mn] Fg.III.7.a : Vtee de otaton à de pu en chage à t 4 45 4 45 4 tee de otaton N N* Nob.6.6.6.6.64.65.66 t[] Fg.III.7.b : Zoom à l'applcaton de la chage 5 Couple électomagnétque Couple électomagnétque e, [Nm] 5-5 - e -5.5.5 t[] e, [Nm].5 9.5 9 e..5.4.45.5 t[] Fg.III.8.a : Répone du couple électomagnétque Fg.III.8.b : Zoom u l'ondulaton de e couant de phae tatoque 6 couant de phae tatoque 5 4,abc [A],abc [A] - -5-4 -.5.5 t[] Fg.III.9.a : e Couant tatoque de phae -6.4.4.44.46.48.5 t[] Fg.III.9.b : Fome d'onde de couant tatoque 88

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS. flux otoque pd,pq [wb].8.6.4. p d p q -..5.5 t[] Fg.III. : Compoante du flux otoque elon le axe d et q On emaque u le fgue, qu'l y a une améloaton plutôt légèe ma édente, u le fgue.iii.7 a,b, on emaque que la épone de la tee et la même, ma l'eeu tatque a patquement dpaue alo qu'elle petat dan la commande pécédente malgé qu'elle et d'une aleu monde. Su le fgue.iii.8 a,b, on ot que le ondulaton du couple ont encoe plu atténuée, et le ocllaton éduelle u le couple aux moment où l attent le égme pemanent ont été élmnée. On emaque au que la fome d'onde de couant u la fgue.iii.9.b et plu affnée, et que le compoante du flux fgue.iii. ont toujou découplée. III.4.4 Applcaton d'une tuctue mxte IP/VSC Mantenant on a tete une tuctue qu a été popoé pa [] pou la commande ectoelle d'une machne aynchone pa SVM. a tee et contôlée pa un égulateu de type IP, et le couant pa deux égulateu à mode glant utlant la foncton «at». Pou note commande on a utlé un égulateu de tee de même type déjà popoé dan la commande ectoelle claque chapte II., et le même égulateu de couant à mode glant adopté dan le paagaphe III.4.., ç-à-d, une foncton de commande de type «at». 89

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS On a gadé toujou le même ctèe pou tete cette commande. 5 tee de otaton N N* Nob 4 45 tee de otaton N,N*,Nob[t/mn] 5-5 - -5.5.5 t[] N,N*,Nob[t/mn] Fg.III..a : Vtee de otaton à de pu en chage à t 4 45 4 95 9 N N* Nob.7.75.8.85.9.95 t[] Fg.III..b : Zoom à l'applcaton de la chage 6 4 Couple électomagnétque e.5 Couple électomagnétque e e, [Nm] - -4.5.5 t[] Fg.III..a : Répone du couple électomagnétque e, [Nm].5 9.5 9.5.54.56.58.6 t[] Fg.III..b : Zoom u l'ondulaton de e,abc [A] - - couant de phae tatoque -.5.5 t[] Fg.III..a : e Couant tatoque de phae,abc [A] couant de phae tatoque 6 4 - -4-6.4.4.44.46.48.5 t[] Fg.III..b : Fome d'onde de couant tatoque 9

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS.5 flux otoque pd,pq [wb].5 p d p q -.5.5.5 t[] Fg.III.4 : Compoante du flux otoque elon le axe d et q En compaant cette tuctue aec la pécédente où tou le égulateu ont à mode glant, on ot ben qu'elle et mon pefomante. En effet la épone de la tee n'et pa au apde et la petubaton cauée pa le couple de chage a plu d'effet et due plu longtemp. e couple électomagnétque péente de pc plu mpotant d'autant que a dynamque et longue, eul le ondulaton ont légèement atténuée. On contate que le égme tantoe, mettent plu de temp à dpaaîte, et le couant péentent de pc plu mpotant que ceux emaqué dan le tuctue pécédente. Pou le compoante du flux on ot qu'elle ont ben découplée, ma elle mettent plu de temp à e établ, cependant elle ont plu table on le compae aec la tuctue de commande ectoelle claque. III.4.5 Impact de la aaton de la étance otoque R Mantenant on a tete la obutee de méthode étudée pou une éentuelle aaton de la étance otoque de l'ode de 65% de a aleu nomnale et ce à l'ntant t.7, aec une petubaton du couple de chage à t.45. N,N*,Nob[t/mn] 5 5-5 - tee de otaton N N* Nob -5.5.5 t[] N,N*,Nob[t/mn] 4 45 4 45 4 tee de otaton N N* Nob.5.6.7.8 t[] Fg.III.5 : Répone de la tee de otaton dan le ca de la commande de type «at» 9

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS N,N*,Nob[t/mn] 5 5-5 - tee de otaton N N* Nob -5.5.5 t[] N,N*,Nob[t/mn] 4 45 4 tee de otaton 45 N N* 4 Nob.45.5.55.6.65.7.75 t[] Fg.III.6 : Répone de la tee de otaton dan le ca de la deuxème uface 5 tee de otaton N N* Nob 45 4 tee de otaton N,N*,Nob[t/mn] 5-5 - -5.5.5 t[] N,N*,Nob[t/mn] 45 4 45 4 95 9 N N* Nob.5.6.7 t[].8.9 Fg.III.7 : Répone de la tee de otaton dan le ca de la tuctue mxte IP/VSC On note u ce fgue que l'mpact de la aaton de la étance otoque et ngnfant u la épone de la tee, de plu l n'engende pa de dépaement n d'eeu tatque, ce qu poue la obutee de égulateu à mode glant -à- le ncettude ntene, on emaque que la tuctue mxte fgue III.7 péente plu de enblté et mon de obutee pa appot aux pemèe méthode, cec et dû au égulateu PI péent dan cette commande. III.5 Concluon Dan ce chapte, on a péenté en peme leu le bae théoque de égulateu à mode glant SMC, apè on a pocédé à leu applcaton dan la commande ectoelle de la machne aynchone. Nou aon analyé et ce pou dee condton de fonctonnement du moteu aynchone, le compotement du ytème à mode glant à plueu aante de type de commande et de 9

Chapte III Commande à tuctue aable pa mode glant de la MAS uface, et même dan le ca d'une tuctue mxte où l'on a aocé égulateu PI et à mode glant. Etant donné le éultat obtenu aec le dfféent type de commande et de uface, on conclut, que la épone en tee obtenue aec la commande VSC et plu apde que celle obtenue aec la commande à PI claque, l'eeu de tee pooquée pa la petubaton de la chage et compenée ntantanément, tand que celle de la commande IRFOC claque ne l'et qu'apè un cetan temp. e ytème commandé pa la VSC et plu obute -à- de petubaton de chage, et aux aaton de la étance otoque. On a monté que la technque SVPWM a beaucoup contbué à l'atténuaton de ondulaton de couant et du couple. Noton que le gan de la commande dcontnue K, ont tè délcat à manpule ca, de aleu top pette entaînent une dynamque du ytème lente, tend que de aleu top gande amplfe le phénomène du chatteng. a commande mxte n'a pa appotée appaemment, une gande améloaton -à- de la obutee de la commande en teme de épone et de ejet apde de petubaton de la chage. 9

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la Méthode MRAS

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS IV. Intoducton a uppeon de capteu de tee, et deenue une tâche nétable dan le commande à haute pefomance, ca non eulement le capteu augmentent le coût et la complexté de machne, le meue ont tachée pa le but qu nfluent u la obutee de commande, utout en mleux hotle. a méthode baé u le ytème adaptatf à modèle de éféence abégé MRAS de l'angla Model Refeence Adapte Sytem a été poué que c'et l'une de melleu technque popoée pa le checheu, cec et dû aux gande pefomance qu'elle péente en teme de fablté, tablté, et mon d'effot de calcul [9][9]. Ce chapte et ogané de la manèe uante, au début nou allon péente le dfféente méthode de bae de la MRAS, enute nou déeloppeon l'étude théoque de la méthode choe afn de l'applque à note machne, enfn on paea à la mulaton et à l'analye de éultat obtenu. IV. e ytème adaptatf à modèle de éféence MRAS a MRAS a été ntalement ntodute pou la machne aynchone pa C. Schaude en 989 [], la méthode et compoée d'un modèle de éféence et un modèle ajutable adaptatf, aec un mécanme d'adaptaton. e modèle de éféence et ndépendant de l'nfomaton de la tee alo que le modèle adaptatf en dépend. Baé u l'dée de andau, qu a utlé le ctèe de Popo u l'hypetablté, le deux modèle ont compaé, et l'eeu qu 'en ut et ntodute dan un mécanme d'adaptaton un égulateu PI qu génèe la tee, comme llute u la fgueiv. u Modèle de Réféence y Modèle Ajutable y - PI ω et Fg.IV. Confguaton de bae de la méthode MRAS 94

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS IV.. Modèle baé u le flux otoque Dfféente méthode de la MRAS ont été popoée pa le checheu, la pemèe, et celle qu utle le flux otoque de la machne, et qu e bae u le modèle en tenon cho comme éféence, et le modèle en couant qu ea le modèle ajutable. e équaton de la machne aynchone ont écte dan le epèe tatonnae. e modèle de tenon: aec: α α α j j β β j d dt β d S R σ IV- dt m e modèle de couant adaptatf et lu déct pa : d dt j pω m IV- On ot ben la tee Ω qu appaaît explctement dan IV-. e poblème enconté pa cette méthode, et l'ntégaton en en boucle ouete, la oluton d'utle de flte pae-ba à la place de ntégateu pu a été effcace, ma pa en bae tee [94]. IV.. Modèle baé u la foce conte électomotce fcém Pou éte complètement le poblème de l'ntégaton pue, Peng et Fukao ont popoé dan [], une méthode qu utle l'etmaton de la fcém à la place du flux, le équaton ont le uante: Pou le modèle de éféence: d dt d e S R σ IV- dt m Pou le modèle adaptatf, l 'éct en ntoduant le couant magnétant m : d m ω m m IV-4 dt aec : le podut coé. 95

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS d'où: m e m ω m m IV-5 Cette méthode a péenté de pefomance plu mpotante que a pécédente, néanmon, elle et plu dffcle à mette en œue [9], en plu elle dépend de la étance tatoque. a toème, fut popoée pa le même auteu [95], elle et baée u l'etmaton de la puance éacte ntantanée, en utlant le podut ectoel de la fcém et le couant magnétant. e ecteu de la puance éacte peut ête expmée pa: Q m em IV-6 Dont le module Q epéente la puance éacte ntantanée. En ubttuant IV- et IV-5 dan IV-6, achant que, condut à: Pou le modèle de éféence: d Qef σ IV-7 dt Et pou le modèle adaptatf: Q où: * epéente c le podut calae. et m m ω m IV-8 Cette méthode péente l'aantage d'ête ndépendante de la étance tatoque, donc a gamme et étendue aux bae tee. Ma on emaque la péence de, qu expme que le modèle de éféence et toujou nflué pa le aaton de paamète. D'aute checheu e ont npé de cette denèe méthode tel que [96][4], qu ont utlé d'aute fomule de la puance éacte, et ont pu élmne le dépendance paamétque du modèle de éféence. C'et u le bae de ce deux dene taaux que note taal a ête péenté. IV. a méthode MRAS baée u la puance éacte IV.. Calcul de la puance éacte e équaton de tenon de la machne aynchone peuent ête expmée dan le éféentel dq pa: d q R R d q σ d m d σ ωq m σ q d σ ωd m m ω ω q d IV-9 IV- où: l'expoant x ndque la déée tempoelle. 96

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS 'expeon de la puance éacte et donnée pa: où : * { } Im { j j } Q Im IV- * et le conjugué de d q d q En emplaçant IV-9, et IV- dan IV- l'expeon de la puance éacte deent alo: m Q σ q d d q σ ω d q q d d q IV- m ω dd qq On emaque qu'en multplant IV-9 pa q, et IV- pa d, et apè outacton, on aea à la même équaton de la puance éacte expme dan IV-, e qu fat qu'on a une aute expeon de la puance éacte: Q qd dq IV- En utlant l'appoxmaton, que le aleu éelle de tenon ont e appoche de leu aleu de éféence en égme pemanent [4], l'équaton IV- peut 'éce: Q ef IV-4 q d d q Et en penant en condéaton que dan la commande ectoelle, et qu'en égme pemanent, le teme de déée tempoelle dpaaent, achant que, IV- deent alo : Q et m d q ωd q d m d, l'équaton σ ω IV-5 A pat de ce éultat, l et édent que pou le modèle de éféence on penda la puance éacte dan IV-4, et u que IV-5 demande l'nfomaton de la tee, elle ea pe pou le modèle ajutable, cec et monté dan la fgue IV.. d q * d * q Modèle Ajutable équ IV-5 Modèle de Réféence équ IV-4 Q et Q ef - PI ω _ et Fg.IV. : Elaboaton de la méthode MRAS à puance éacte 97

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS IV.. Mécanme d'adaptaton IV... Decpton généale e mécanme d'adaptaton et tè mpotant ca, l dot aue la tablté du ytème, et que la aleu etmée conege e la aleu de éféence. Pou la MRAS le mécanme d'adaptaton et élaboé à pat du concept popoé pa andau, fondé u l'dée de compae la ote du modèle de éféence et celle du modèle ajutable, et de toue un mécanme d'adaptaton pou mnme l'eeu ente le deux modèle en e baant u le concept d'hypetablté qu concene le ytème à étoacton qu peuent ête dé en deux bloc. [][4][96], o fgue.iv.. - U Bloc néae Inaant V w Bloc Non lnéae Vaant Fg.IV. : ytème à étoacton e ytème et dt aymptotquement hypetable quand le deux condton uante ont atfate: a foncton de tanfet du bloc lnéae naant dot ête tctement éelle pote. e bloc non lnéae aant dot atfae l'ntégale d'négalté de Popo: t V W dt γ pou tout t> IV-6 où : -W et V ont epectement l'entée et la ote du bloc lnéae naant. γ : et une contante éel pote. e ytème de la fgue IV. et équalent à celu qu et monté u la fgue.iv.4 [96]. - u F D w K p K ρ Fg.IV.4 : ytème à étoacton équalent de la MRAS 98

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS a pocédue d'adaptaton et alo comme ut: défn D de tel ote que la foncton de tanfet du bloc lnéae naant dot ête tctement éel pote pemèe condton, apè l faut cho K p, et K, de ote que l'négalté de Popo ot atfate. IV... Applcaton à la commande ectoelle Pemèement l'eeu ente le modèle de éféence et le modèle ajutable et défnt comme ut: ε Qef Q et Cette eeu ea gouenée pa le mécanme d'adaptaton donné pa l'équaton: IV-7 ω K p K ε IV-8 a tee ue de IV-8 et à on tou énjectée dan le modèle ajutable de telle manèe que l'eeu conege e zéo. a démontaton de tablté de la méthode et potée en annexe E. IV.4 Schéma globale de la commande IRFOC an capteu e chéma global de la commande ectoelle ndecte à flux otoque oenté an capteu mécanque et epéenté u la fgue IV.5. Ω - * q S Ω * d ~ * m * q * q S q - q * * d d S d - d θ q S V P W M V dc P Calcul de ω l θ d θ d q * d * q Modèle Ajutable Modèle de Réféence Q et - Q ef PI MRAS ω ω l * q * Obeateu de uenbege ~ Ω ~ lfg.iv.5 : Commande IRFOC an capteu de tee n de couple de chage 99

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS IV.5 Réultat de mulaton a méthode étudée et me en édence pa la mulaton, en peme leu on a tete la machne à de aec une congne de tee nomnale 45 t/mn, pu on applque un couple de chage de Nm à l'ntant t.6. Apè une nouelle congne de tee ea mpoée à t de 45 à -45 t/mn. dan tou le ca la tee etmée ea compaée à la tee éelle de la machne et aec la congne. 5 tee de otaton Net N* 5 tee de otaton Net Nob Net,N* [t/mn] 5-5 Net,Nob [t/mn] 5-5 - - -5.5.5.5 t[] Fg.IV.6.a: Vtee : éel, et etmée. -5.5.5.5 t[] Fg.IV.6.b: Vtee : etmée, et obeée N,Net,Nob[t/mn] 5 5-5 - tee de otaton N Net Nob eeu -5.5.5.5 t[] N,Net,Nob[t/mn] 45 4 5 tee de otaton....4 t[] N Net Nob Fg.IV.7: Vtee : éelle, obeée, et etmée, aec l'eeu ente N et N ~

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS Qet,Q* [VAR] - - puance éacte Qef Qet,ob [Nm] 5 5 Couple de chage ob -.5.5.5 t[]. Fg.IV.8: Puance éacte flux otoque 5-5.5.5.5 t[] Fg.IV.9: Couple de chage obeé couple électomagnétque p d,q [wb].8.6.4. p d p q e,*[nm] 5-5 e - -..5.5.5 t[] Fg.IV.: Compoante du flux otoque 5 couant de phae tatoque -5.5.5.5 t[] Fg.IV.: Couple, électomagnétque et de chage 6 4 couant de phae tatoque,abc [A] -5,abc [A] - -4 -.5.5.5 t[] Fg.IV. a,b: e couant de phae tatoque -6..4.6.8. t[] On emaque dan le fgue.iv.6.a et b que la tee etmée ut la congne aec un dépaement néglgeable, alo que la tee de congne et pafatement ue pa la tee obeée.

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS Dan la fgue IV.7.a on contate que le tee etmée et obeée ont tè poche de la tee éelle de la machne. Seulement la petubaton de chage, caue une eeu tatque u la tee etmée qu pete ma elle et de l'ode de.5% de la éféence. Noton que le caactétque de tee obeée et éelle ont tout à fat confondue auf aux égme tantoe, l'eeu et mnme comme on le ot u la même fgue. Su la fgue IV.8 qu epéente le puance éacte etmée et de éféence on emaque qu'elle ont peque dentque cec état péble ue le éulta obeée u le coube de tee. On a ajouté le aute coube afn de o 'l y a d'éentuel changement u le compotement de la machne, ma on emaque que le pefomance attent juqu'alo ont mantenue. Mantenant on epend le même tet en bae tee, la tee de congne ea mantenant de l'ode de /-86.5 t/mn. tee de otaton N Net eeu tee de otaton N Nob eeu N,Net [t/mn] - N,Nob [t/mn] - - - -.5.5.5 t[] Fg.IV..a: Vtee: éel et etmée. et leu eeu -.5.5.5 t[] Fg.IV..b: Vtee, etmée et obeée, et leu eeu 5 puance éacte Qef Qet eeu. flux otoque.8 Qet,Q* [VAR] ph d,q [wb].6.4. phd phq -5.5.5.5 t[] Fg.IV.4: Puance éacte -..5.5.5 t[] Fg.IV.5: Compoante du flux otoque

Chapte IV Commande an capteu de tee pa la méthode MRAS On contate d'apè la fgue.iv. qu'aec une congne de tee de 86.5 t/mn, la épone de la tee donné pa l'etmateu ut a congne et ete tè one de la tee meuée de la machne apè le égme tantoe, la petubaton de chage et ejetée ntantanément et l n'y a pa d'eeu tatque. e puance éacte de éféence et etmée ont dentque, leu coube ont tout à fat confondue fgue IV.4, et le flux et pafatement découplé dan la fgue.iv.5. IV.6 Concluon Dan ce chapte, nou aon étudé une méthode d'etmaton de la tee afn d'élmne le capteu. a méthode me en édence et la MRAS, connue pa a mplcté et demandant mon d'effot de calcul. Apè ao péenté le dfféente technque de la MRAS, on a adopté celle qu utle la puance éacte ca elle utle le mon de paamète de la machne. Apè l'étude de tablté, on et paé à la mulaton. Compte tenu de éultat obtenu, on peut conclue que la commande an capteu mécanque popoée et peque nenble -à- de ctèe qu ont été teté. Ce éultat ont monté que la caactétque de la tee etmée pa la MRAS et atfaante et monte une bonne épone dynamque et ne monte nfluence u le couple électomagnétque, u le couant, et u le flux otoque. On a monté que l'obeateu cho de uenbege et tè utle et effcace pou la uppeon du capteu de couple de chage.

Concluon généale et Pepecte

Concluon généale et pepecte Concluon généale et pepecte e taal effectué dan ce mémoe popoe une améloaton de la commande ectoelle d une machne aynchone almentée pa un onduleu de tenon. Nou nou omme patculèement ntéeé à la technque de modulaton ectoelle pou la commande appochée. Afn de monte, qu'à tae une lo de commande élognée judceuement choe et pa l'ntoducton d une méthode effcace pou uppme tou le capteu, l et poble d'attende plueu objectf à ao: Optmaton du coneteu utlé, pa une méthode qu explote au maxmum le bu contnu, et édut condéablement la plage de aaton de la féquence de taal, tout en atténuant le ondulaton de couant et donc du couple. 'utlaton d'une égulaton qu pemet d'obten de tè bonne pefomance dynamque du couple et de tee, et une obutee accue -à- de ncettude ntene et extene. Rédue le coût et l'encombement de la commande en uppmant le capteu de tee et du couple de chage, pa de technque tè effcace. Pou paen à ce objectf, on a donc commencé en pemèe pate pa la péentaton d un état de l'at, u pa l'élaboaton du modèle mathématque de la machne aynchone en ue de a commande. Enute et aant d'effectue le modèle de l'onduleu de tenon on a fat un panoama u le compoant utlé en électonque de puance afn de cho le compoant adéquat elon la féquence et la puance utlée pou note taal. Pa la ute on a déct deux méthode de modulaton de la lageu d'mpulon à ao la SPWM et la SVPWM, note ntéêt pécal à la denèe technque nou a condut à en effectue une étude plu détallée en ue de on applcaton à note commande. a deuxème pate de ce mémoe a été conacée à déce le commande extante dan l'ndute, notamment, la commande calae, la commande ectoelle, et la commande decte du couple DC, et u que la pemèe technque n'et pa enageable dan le applcaton qu nécete de gand pefomance, on a pocédé à l'étude plu détallée et à la mulaton de fome de bae de deux denèe technque pou en ao le compotement et le pncpe de fonctonnement. Apè la compaaon ente ce deux technque, on a adopté la commande ectoelle à flux otoque oenté IRFOC. Pa la ute, et pa ouc d'atténue le ondulaton de couant et du couple que péente la commande choe, la technque SVPWM a été ntodute dan la commande et le éulta obtenu ont monté claement que le but ont globalement attent, de plu la fome d'onde et emaquablement améloée. 4

Concluon généale et pepecte Dan la toème pate, et u que le égulateu PI ont lmté pa leu dynamque et leu enblté -à- le aaton ntene et extene, an, dont le but de ende note commande obute ene ce ncettude, on a étudé de méthode baée u le ytème à tuctue aable. e conéquence de l'eo de technologe en matèe de compoant et de déeloppement de calculateu, ont endu le commande à tuctue aable VSC pa mode glant tè ollctée dan le domane de la commande de machne électque. Cependant, cette technque de commande péente l'nconénent de ocllaton aux haute féquence du à la commande dcontnue u n de bae foncton «gn». Pou pale à ce poblème, nou aon analyé le compotement de la VSC pou dee fome de la commande dcontnue, notamment la commande adouce foncton «at». Une aute aante de uface a été étudée qu utle un teme d'ntégale. Apè une étude théoque étendue, l'applcaton de note commande a confmé pa mulaton le pefomance ouhatée. En effet le éultat ont monté une dynamque excellente de la tee et du couple, an qu'une obutee tè atfaante -à- le ncettude. Dan la mulaton de dfféente congne ont été applquée au ytème afn de éfe le pefomance de l'aeement de tee. e épone en abence et en péence de la chage ont également analyée. Pou l'aeement de la tee, quelle que oent le plage de fonctonnement étudée, le épone aec la VSC ont apde et plu obute lo de aaton de chage. Dan le but d'élmne le capteu de tee, et apè ao cté de commande an capteu mécanque, nou aon cho la MRAS, ca elle et la plu mple à mplante et e clae pam le melleue technque. a MRAS popoée dan ce taal utle la puance éacte qu élmne dan le équaton plueu paamète de la machne. e pefomance de la méthode enagée ont été m en édence pa de changement de congne, et applcaton de petubaton de chage. a tee etmée pa la MRAS a monté un bon u de congne, aec de écat atfaant même en bae tee. Du pont de ue de la commande, la concepton de nouelle méthode de commande obute an capteu mécanque ete un ujet ouet pou obten de tè bonne pefomance en bae et gande tee. Sot, et en pepecte nou aon enagé cec: l'dentfcaton «en lgne» de paamète de la machne. l'utlaton de technque obute d'obeaton tel qu'à mode glant ou à H. Intoducton de technque ntellgente tel que la logque floue et le éeaux de neuone. Ajoute l'aeement de poton. utlaton de onduleu mult-neaux. 5

Annexe

Annexe Annexe Annexe_A e paamète de la machne aynchone étudée Nou donnon le paamète de la machne qu a été teté expémentalement dan [4] et que nou aon utlé dan no mulaton. Puance nomnale enon tatoque nomnale Vtee nomnale Couant tatoque nomnal Rétance tatoque Rétance otoque Inductance cyclque tatoque Inductance cyclque otoque kw 8 V 45 t/mn 6.9 A.84 Ω.84 Ω.7 H.7 H Inductance mutuelle.6 H Nombe de pae de pôle Moment d nete.54 kg.m Flux tatoque nomnal.98 Wb Nombe de phae Facteu de puance Co φ.89 Annexe_B 'ndex de modulaton Il paat utle de défn l'ndex de modulaton comme le appot de la aleu cête de l'ampltude du fondamentale de la tenon déée à la aleu cête de l'ampltude du fondamentale de la tenon de ote de l'onduleu I-8, cette denèe et nomalée en mode plene onde ou x-étape x-tep mode [55], qu aut V π donc: dc fgue.b.. V m B- V x _ tep π Vef m B- V dc 6

Annexe an [V] 4 - V dc V dc V dc V dc -4.5..5. π.5 Fg.B. enon V an x-étape aux bone de la chage Vdc a fgue.b., monte la tajectoe en cecle du ecteu V ef qu pa on ayon fxe la aleu maxmale qu'l peut attende pa la technque SPWM. On ot ben la lmte du cecle pa appot à ceux de l'hexagone. OUPU SPACE VECOR RAJECORY.5.4... -. V dc V dc -. -. -.4 -.5 -.6 -.4 -...4.6 Fg.B.. echnque SPWM : la tenon déct un cecle de V dc / V dc de ayon Vdc / mmax_ pwm, 7854 / π V dc B- Pou la SVPWM, la tenon de éféence maxmale et calculée au mleu de deux extémté d'état de tenon actf, la où le cecle et tangent à l'hexagone oe fgue.b., pa: V ef V dc π co 6 V dc B-4 Donc le maxmum de l'ndex de modulaton et: m Vdc / / π V max_ pwm dc,969 B-5 7

Annexe Sot 5% de plu pa appot à la technque pécédente. OUPU SPACE VECOR RAJECORY.5.4. V dc.. π 6 -. -. -. -.4 -.5 -.6 -.4 -...4.6 Fg.B.. echnque SVPWM : la tenon déct un cecle de ayon V / dc C. Régulateu de tee C.. Régulateu PI Annexe_C e paamète du égulateu PI ont défn à pat du chéma lluté dan la fgue.c.. a foncton de tanfet du égulateu PI de tee et donnée pa: C K Ω K PΩ C- Ω Ω* - e Ω C Ω J f - Fg.C.. Boucle de égulaton de tee. nou aon d'apè I- : Ω J alo Ω deent: f e C- Ω Ω * K PΩ f Ω Ω K J J f C- 8

Annexe ot : K K P Ω * Ω Ω C-4 J K PΩ f K Ω J K PΩ f K Ω En condéant le couple de chage comme petubaton, la elaton II- deent: Ω J K Ω K pω K Ω K pω K Ω f Ω * C-5 Pa dentfcaton membe à membe le dénomnateu de l'équaton II- à la fome canonque: G P ω ξ n ω n C-6 On aua à éoude le ytème d'équaton uant: J KΩ ωn K pω f ξ K Ω ωn e gan ont détemné pou un coeffcent d'amotement ξ.7 C-7, et un temp de épone du ytème t ep. 5. C.. Régulateu IP Dan ce égulateu eul l'eeu et ntégée, la pate popotonnelle et ntodute à la ote comme péentée u la fgue.c.. Ω* K Ω Ω Sytème - - K pω Fg.C.. Dagamme bloc du égulateu IP Il et poué qu'un égulateu IP et équalent à un égulateu PI dote d'un flte de peme ode à l'entée, ce qu édut condéablement le dépaement [66]. R-q: Aec le égulateu IP la foncton de tanfèe en boucle femée du ytème deent complque, alo l et jutfé de défn le paamète du égulateu pa ea [97]. 9

Annexe C. Régulateu de couant C.. Régulateu du couant d e égulateu du couant d foune la tenon * d de éféence d apè l équaton II-, la boucle de égulaton et alo comme ndqué à la fgue.c.. a foncton tanfet du égulateu PI et donnée pa: K C K P C-8 d * K P K d * R S σ d Fg.C.. Boucle de égulaton de couant d a foncton de tanfèe en boucle ouete du ytème et donc : K σ GO K P K C-9 R P σ pa compenaton de pole: K R C- K σ alo : donc en boucle femé : σ aec : τ K p G G p K P O C- σ F K p σ K p σ S σ τ K p C- C- e aleu de égulateu K P et K ont détemné pou un τ cho à τ. C.. Régulateu du couant q En pocédant de la même manèe que pou le égulateu de d on détemnea le coéffcent du * égulateu de couant q qu foune la tenon de éféence q. e chéma de égulaton du couant et epéenté u la fgue.c.4, on emaque ben que c'et la même que pou le couant d. q q * K P K * q R S σ q Fg.C.4. Boucle de égulaton du couant q

Annexe Annexe_D D. Obeateu de uenbege du couple de chage a tuctue d un obeateu détemnte de uenbege compend un etmateu fonctonnant en boucle ouete qu et déct pa l équaton caactétque du ytème à obee aec la matce dynamque A fgue.d.. ntoducton de la boucle de coecton agant u l eeu d obeaton Y Y -Ŷ pemet d mpoe à l obeateu a dynamque pope. An, en choant de façon judceue le gan de la matce, on peut modfe la tee de conegence de Y e zéo [4]. U B X & X C Y Sytème A - B X ~ & X ~ C Y ~ Etmateu Obeateu A Fg.D.. Schéma fonctonnel de l'obeateu de uenbege Patant de l'équaton mécanque, une équaton d état peut ête fomulée elon D-. e couple de chage et uppoé contant u une péode d échantllonnage: dω f K t Ω dq dt J J J d dt m aec: K t p On met le ytème D- ou la fome : D- X & AX BU Y CX aec: Ω f K X, A J J, U q J Y t, B d, C, Ω D-

Annexe 'équaton de l'obeateu détemnte et expmée pa: CX Y Y Y BU AX X ˆ ˆ ~ ~ ~ & aec: Ω X ~ ~ ˆ, et l l d'où: CX Y CX BU X C A Y Y BU AX X ~ ~ ~ ~ ~ & D- fnalement on obtent: Ω Ω Ω ~ ~ l l J K l J l J f dt d dt d q d t D-4 a tee Ω et à po meue elle ea emplacée pa la ute pa celle ue de l'etmateu MRAS. D. Etude de tablté de la méthode décte dan III.4. S on condèe que le uppoton fate dan le paagaphe III.4. ont a k<, t t d β, cela eut de que l'eeu de la tee t t t e Ω Ω tend e zéo quand le temp tend e l'nfn. a peue et défnt en utlant la théoe de tablté de yapuno. En epenant la foncton canddate de yapuno : S V D-5 Sa déée tempoelle et alo: ].. ].. ].[ ].[ S gn d S e k d S gn e k S e k d u S e a e k d u e a S e a k e S S S V β β & & & S d V β & D-6 Cec et at t t d β.

Annexe Duant la mode de glement u la uface défnt pa l'équaton III-5, S & S l découle: t e& t k a e t S & D-7 Sou la uppoton que k<, l'eeu conege e zéo exponentellement. Annexe_E E. Etude de tablté de la méthode popoée Dan la pemèe étape on a défn le modèle équalent: Pou le modèle de éféence: Q ef E- q d d q Pou le modèle adaptatf: Q σ ω E- et m d q ωd a dfféence ente E- et E- donne: m Qef Qet qd dq ω σ d q d E- ou: ε ρ ω ρ E-4 aec : ρ, et q d d q ρ m σ d q ωd En appotant ce équaton dan le modèle équalent on aua la fgue E.. - w u-w ε D - ω K p K ρ ρ elon la fgue E. on a : Fg.E.. Sytème à étoacton équalent de la MRAS ε u et w u ρ ω E-5 ρ ω K p K E-6 où : et la ote du bloc D, qu a gouené l'eeu. ε D E-7

Annexe a foncton de tanfèe du bloc lnéae naant dot ête tctement éel pote, Pou cela un bloc D, de manpulaton d'eeu et ncopoé comme monté dan la fgue E., qu a gouené l'eeu de la puance éacte et l'eeu de la tee, de tel ote que leu podut ot toujou potf. a deuxème étape et la éfcaton de l'négalté de Popo. Repenant l'ntégale de l'négalté de Popo: t V W dt γ pou tout t> E-8 En ubttuant le équaton E-5 de E-7 dan E-8 l'négalté de Popo 'éct : t K γ En utlant l'négalté connue uante [4]: t df t k dt ρ K p ρ dt E-9 f t dt k f k > E- Alo l'négalté E-9 et donc atfate. Donc un égulateu PI et uffant à atfae l'négalté de Popo. Annexe_F Compaaon de la commande popoée aec de atcle Dan le but de alde note taal nou aon compaé no éultat aec de atcle ayant pau dan de eue pécalée, en applquant le paamète de machne étudée pa leu auteu. 'atcle [7] péente une étude de l'effet de la lageu de bande d'hytéé du flux et couple, fgue F.. Dan [8] le auteu ont popoé une tuctue, de égulateu à mode glant en cacade, baée u le pncpe d'oentaton du flux otoque. Ce éultat de mulaton ont été aldé expémentalement, fgue F.. Dan [5] le auteu ont popoé une égulaton pa mode glant en applquant une uface de glement aec un teme ntégal celle qu a été utlée dan le paagaphe III.4. à la commande ectoelle decte DFOC, leu éultat de mulaton ont compaé à note commande de type "gn", fgue F.. Dan [9] l'auteu pécédent popoe une améloaton de la lo de commande utlée dan le peme taal en endant le gan de la uface utlée adaptatf, le éulta obtenu ont améloé. On le a compaé à note commande qu utle la pemèe fome de uface et le égulateu à commande "at", fgue F.4. e auteu de [] ont popoé une tuctue mxte qu aoce un égulateu PI de tee, et deux égulateu à mode glant, applqué à la commande DFOC, aec la technque de modulaton ectoelle SVPWM, fgue F.5. 4

Annexe Afn de alde la commande MRAS on a applqué le paamète de l'atcle [96], qu popoe d'applque la méthode MRAS à puance éacte ntantanée à la commande IRFOC où le égulateu ont de PI claque, fgue.f.6. e auteu de [9] on fat une étude compaate ente le deux méthode MRAS qu e baent u le flux, et la fcém. le éultat de mulaton ont donné et compaé dan le fgue.f.7. [7] D. Caade, G. Gand, G. Sea, A. an Effect of Flux and oque Hytee Band Ampltude n Dect oque Contol of Inducton Machne, IEEE, IECON, Bologna, Italy, ep. 994..5.5.5 phb phb phb -.5 -.5 -.5 -.5 pha.5 -.5 pha.5 -.5 pha.5 a [A] - a [A] - a [A] - - - - - - -.4.45.4.45 t [] t [].4.45.4.45 t [].65.7.75.8 - Pou : / /.7 /.4 Fg.F.: Compaaon de flux et couant tatoque 5

Annexe [8] N. Madan, M.F. Benkho, S. Sala, M.O. Mahmoud Sldng Mode Contol of an Aynchonou Moto De, Powe Electonc and Vaable Speed De, Confeence Publcaton No. 456 IEE, Sept. 998. tee de otaton [d/] -.5.5 Flux otoque.4 ph [wb] e [Nm]..5.5 Couple électomagnétque -.5.5 t[] Fg.F.: compaaon de fgue de tee, flux otoque, et couple électomagnétque [5] Baambone O., Gado A.J., Maeda F.J. A Robut Feld Moto wth Flux Oented Contol of Inducton Obee and Speed Adaptaton, Emegng echnologe and Factoy Automaton, IEEE Confeence, ol.. pp.45 5, Sept.. 4 tee de otaton 8 [d/] 6 4 w w* -.5.5.5 t[] 5 Couple électomagnétque 4 e[nm] - -.5.5.5 t[] Fg.F.: Compaaon de fgue de tee, et couple électomagnétque 6

Annexe [9] Baambone O., Alkota, P., Gado I., Gado A.J. Smoothng out the Adapte Vaable Stuctue Contol aw fo Inducton Moto, Emegng echnologe and Factoy Automaton, IEEE Confeence on Vol, pp.449-45 Sept. 7. 5 tee de otaton [d/] 5 w w*.5.5 t[] Couple électomagnétque 5 4 e[nm] -.5.5 t[] Fg.F.4: compaaon de fgue de tee, et couple électomagnétque [] Zhwen Ma, llon Zheng, Fe ln, Xaoje You A New Sldng-mode Cuent Contolle fo Feld Oented Contolled Inducton Moto De, Indutal Electonc Socety IECON. t Ann. Con. of IEEE Publcaton No. 5. [d/] 5 5 w w*....4.5.6 4 ph [wb] e [Nm]....4.5.6....4.5.6 t[] Fg.F.5: compaaon de fgue de tee, flux, et couple électomagnétque 7

Annexe [96] Cao-Mnh a, ohyuk Uchda, Yoch Ho MRAS-baed Speed Senolee Contol fo Inducton Moto De ung Intantaneou Reacte Powe, 7 th Ann. Conf. of the IEEE Indutal Electonc Socety on ol., pp. 47-4,. tee de otaton 8 [d/] 6 4 wm wmet.8..4.6.8..4 t[] Flux otoque phd, phq [wb].6.4. phd phq -..5.5.5 t[] couant tatoque 8 d,q [A] 6 4 -.5.5.5 t[] Fg.F.6.: Compaaon de fgue de tee, compoante flux, et couant tatoque 8

Annexe [9] Haon A.R. Id N.R.N. Smulaton of MRAS-baed Speed Senole Etmaton of Inducton Moto De ung Matlab/Smulnk, Powe and Enegy Confeence, IEEE Intenatonal Vol., pp. 4 45 No. 6. 8 tee de otaton [d/] 6 4 actuelle etmée eeu -....4.5 t[] 5 tee de otaton 5 [d/] 5 5-5 - actuelle etmée eeu....4.5 t[] Fg.F.7: Compaaon de fgue de tee 9

Réféence bblogaphque

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ملخص: أخذت الا لات الكهرباي ية اهتماما بالغا من قبل الباحثين لا ن إيجابياتها تجلت ف ي ق درتها عل ى التكي ف ف ي آاف ة البيي ات و لمردوده ا الفع ال متفوق ة بذلك على الا جهزة الا خرى غير الكهرباي ية. نظرا للسهولة والكلفة المنخفضة و انعدام الصيانة فا ن الا لة اللاتزامنية هي بدون شك الا آثر استعمالا صناعيا إن مجال اس تعمالها يمت د م ن الميكرومح رك إلى المحرآات ذات الاستطاعة الكبيرة. إن التقدم الحالي للتكنولوجيات قي مجال إلكترونيات الاستطاعة و معالجة الا شارات الرقمية فتح السبل للباحثين من أجل تطوير أس اليب ال تحكم الفاي ق ة الت ي تستجيب للمتطلبات الصناعية. إن أنظمة التحكم الا آثر تواجدا صناعيا حاليا هي نظام التحكم السلمي نظام التحكم ال شعاعي FOC و نظ ام ال تحكم المباش ر ف ي الع زم.DC النظ ام الا ول مرغوب في التطبيقات التي لا تتطلب دقة آبيرة في التحكم. أما النظامين FOC و DC فا نهما مطلوبين بشدة عندما يتعلق الا مر بمتطلب ات أآث ر دقة و جودة في التحكم. إلا أنهما لايخلوان من بعض النقاي ص منها الحساسية للا رتيبات الداخلية و الخارجية. الشيء الذي فتح المجال أمام الب احثين لتط وير طرق جديدة لتحسينهما. من أجل ذلك يتمثل هذا العمل في تطوير بنية نظام التحكم غير المباشر بحقل موجه.IRFOC الهدف هو إدخال تقنية التعديل الشعاعي الفضاي ي SVPWM للتحكم في مموج التوتر بغية التقليل من تموجات التيارات و العزم. الهدف الثاني هو استعمال الا نظمة ذات البنية المتغيرة بالنمط الا نزلاقي من أجل جعل النظ ام غي ر ح ساس للا رتيب ات. أخي را و بغي ة ح ذف مل تقط ال سرعة و ملتقط عزم الحمولة تم استعمال على الترتيب تقنية نظام التحكم التلاي مي بنموذج مرجعي MRAS و ملاحظ من نوع. uenbege آلمات مفتاحه: ا لة لاتزامنية تحكم مباشر في العزم ال تحكم ال شعاعي غي ر المباش ر بحق ل موج ه التع ديل ال شعاعي الف ضاي ي ال نمط الا نزلاق ي نظ ام التحكم التلاي مي بنموذج مرجعي ملاحظ uenbege تحكم بدون ملتقطات. Réumé: e machne électque ont acqu un ntéêt énome de la pat de checheu, ca leu aantage ont ncontetable de pa leu apttude à 'adapte à tout enonnement et à leu endement effcace, dépaant an d'aute actonneu non électque. Vu, la mplcté, le coût édut, et l'abence d'enteten, le moteu aynchone et le plu utlé, a gamme d'utlaton 'étant du mcomoteu aux moteu à tè gande puance. e aancée technologque écente de l'électonque de puance et de tatement de gnal numéque, ont ouet aux checheu le ox de déeloppement de commande pefomante qu épondent aux exgence ndutelle. e commande actuellement pépondéante dan l'ndute ont, la commande calae, la commande ectoelle à flux oenté FOC, et la commande decte du couple DC. a pemèe et péféé dan le applcaton à fable pefomance, tand que la FOC et la DC, ont tè ollctée quand l 'agt d'exgence plu pefomante. Cependant, toute le deux péentent quelque nconénent, dont la enblté aux ncettude ntéeu et extéeu. Ce qu lae le pote ouete aux checheu de déeloppe de nouelle technque pou le améloe. C'et pouquo, ce taal péente le déeloppement d'une tuctue de commande ectoelle ndecte à flux otoque oenté IRFOC. e peme objectf et d'améloe la commande de l'onduleu de tenon pa l'ntoducton de la technque de modulaton ectoelle SVPWM tè conoté pa le ndutel, afn d'atténue le ondulaton de couant et du couple. e deuxème objectf et l'applcaton de ytème à tuctue aable pa mode glant aux égulateu dan le but de ende la commande obute ene le ncettude. Enfn, le dene objectf et de uppme le capteu de tee et du couple de chage en ntoduant epectement, la méthode de ytème adaptatf à modèle de éféence MRAS, et un obeateu de type uenbege. Mot Clé: Machne Aynchone, DC, IRFOC, SVPWM, Mode glant, MRAS, obeateu de uenbege, Commande San Capteu. Abtact: he electc machne had a geat nteet by the eeache, becaue the adantage ae een n the apttude fo adaptng to any enonment, and the effcency, thu exceedng othe nonelectc actuato. Condeng, mplcty, educed cot, and abence of mantenance, the aynchonou moto undoubtedly the mot ued ndutally, t ange of ue extend fom mco moto untl ey geat one. he ecent technologcal adance of powe electonc and dgtal gnal poceng hae opened to the eeache a way to deelop contol wth good pefomance. he ecent contol domnatng n nduty ae, the contol wth contant V/f, the feld oented contol FOC, and the dect toque contol DC. he ft one pefeed n the applcaton wth poo pefomance, wheea the FOC and DC ae much equeted when they ae hgh pefomance equement. Howee, both peent ome dadantage, lke entty to ntenal and/o extenal uncetante. What leae the doo open to the eeache to deelop new technque to mpoe them. h why th wok peent the deelopment of a tuctue of ecto contol, and n patcula the ndect oto feld oented contol IRFOC. he ft objecte of th the the ntoducton of the technque of pace ecto modulaton SVPWM to contol the nete n ode to attenuate the cuent and toque pple. he econd objecte the ue of the aable tuctue ytem by ldng mode appled to the contolle fo the obutne agant uncetante. atly, the objecte to emoe the elocty and the load toque eno by the ntoducton the method of model efeence adapte ytem MRAS, and ung uenbege obee type. Key wod: Inducton Machne, DC, IRFOC, SVPWM, Sldng Mode, MRAS, uenbege obee, Senole contol