Projet, rapport de stage, et mémoire de fin d’études CONTRIBUTION A L’ETUDE DES DIFFERENTES STRATEGIES DE COMMANDE D’UNE MACHINE ASYNCHRONE en PDF
MODELISATION
C’est la description mathématique du système. Certains processus sont entièrement définis par les équations de fonctionnement (en général, sont des équations différentielles), on parle dans ce cas le modèle de connaissance, autres dont on ne connaît pas à priori les équations régissant son fonctionnement à cause de la complexité ou l’inaccessibilité, dans ce cas, on procède aux méthodes d’identification pour établir le modèle de représentation.
Description mathématique
La description mathématique se fait normalement par des équations différentielles régissant le fonctionnement du système. Après formulation des équations, on passe à la transformation de Laplace ou à la représentation d’état(système multi-variables) .
CONCEPTION D’UN CIRCUIT DE REGLAGE
Les grandeurs de commande U sont imposées de manière variable par l’intermédiaire d’organes de commande à l’aide de régulateurs. Ces derniers traitent la différence entre les grandeurs de consigne W et les grandeurs de sortie mesurées YM. Les grandeurs de consigne peuvent être ajustées à l’aide des organes de consigne tandis que les grandeurs de sortie mesurées sont fournies par les organes de mesure .
Le processus est formé par les organes de consigne, de commande et de mesure, tandis que les régulateurs sont des dispositifs superposés.
L’influence des perturbations est éliminée ou fortement réduite grâce aux régulateurs.
La conception d’un circuit de réglage consiste à dimensionner les régulateurs.
CONTROLE SCALAIRE EN COURANT DE LA MACHINE
1. Principe
La différence avec la commande précédente, c’est que c’est un onduleur (commutateur) de courant qui est utilisé. On impose directement des courants dans les phases de la machine. La fréquence du fondamental est calculée de la même manière. Le dispositif est plus complexe qu’un contrôle scalaire de la tension..
2. Loi de commande
Pour contrôler le couple électromagnétique de la machine asynchrone, il faut maintenir le flux statorique constant et contrôler la pulsation r ω . Etant donné que la machine est ici alimentée en courant et non en tension, il est nécessaire de déterminer la loi de variation ( ) s r I f ω = qui permet de maintenir le flux s φ constant.
PRINCIPE DE LA COMMANDE VECTORIELLE
Le contrôle le plus primaire est celui des courants et donc du couple, puisque l’on a vu que le couple pouvait s’écrire directement en fonction des courants (2-34) : Une fois que l’on maîtrise la régulation du couple, on peut ajouter une boucle de régulation externe pour contrôler la vitesse. On parle alors de régulation en cascade ; les boucles sont imbriquées l’une dans l’autre. Il est évident que pour augmenter la vitesse, il faut imposer un couple positif, pour la diminuer, il faut un couple négatif. Il apparaît alors clairement que la sortie du régulateur de vitesse doit être la consigne de couple. Ce couple de référence doit à son tour être imposé par l’application des courants. Le schéma fonctionnel ci-dessous illustre la mise en œuvre des différents changements de repère pour réaliser l’auto-pilotage d’une machine asynchrone .
Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie GENERALITES SUR LA REGULATION AUTOMATIQUE |
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Table des matières
AVANT-PROPOS
NOTATIONS
RESUME
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LA REGULATION AUTOMATIQUE
1.1. THEORIE D’ANALYSE D’UN SYSTEME DE REGLAGE
1.2. MODELISATION
1.2.1. Description mathématique
1.3. CONCEPTION D’UN CIRCUIT DE REGLAGE
1.4. PERFORMANCE D’UN SYSTEME DE REGLAGE
1.4.1. Essais typiques d’un système asservi
1.4.2. Caractéristiques d’une réponse d’un essai
1.4.3. Spécifications usuelles
1.5. SYNTHESE DE REGULATEUR
1.5.1. Dimensionnement selon le critère sur la réponse harmonique Méplate
1.5.2. Dimensionnement selon le critère sur la réponse harmonique Symétrique
1.5.3. Méthode de Ziegler-Nichols
1.6. REPRESENTATION D’ETAT D’UN SYSTEME MULTI-VARIABLE
1.6.1. Introduction-définition
1.6.2. Représentation d’état
1.6.3. Commandabilité-Observabilité
1.7. PRINCIPE DE REGLAGE D’ETAT
1.7.1. Régulateur d’état
1.7.2. Synthèse de régulateur d’état
CONCLUSION
CHAPITRE 2 : MODELISATION DU SYSTEME A REGLER
2.1. GENERALITES SUR LA MACHINE ASYNCHRONE
2.1.1. Définition
2.1.2. Description
2.1.3. Principe de fonctionnement
2.1.4. Avantages et problèmes posés par le moteur asynchrone
2.2. MODELISATION DE LA MACHINE ASYNCHRONE
2.2.1. Représentation schématique des enroulements
2.2.2. Hypothèses
2.2.3 Modélisation dans le système d’axes triphasé
2.2.4. Modélisation en utilisant les phaseurs spatiaux
2.2.5. Equations de la machine dans un référentiel lié au champ tournant en régime quelconque
2.2.6. Modélisation de la machine en régime permanent
2.2.7. Diagramme fonctionnel
2.3. MODELISATION DU CONVERTISSEUR DE FREQUENCE
2.3.1. Généralités
2.3.2. Principe de la conversion
2.3.3. Fonction de transfert de l’organe de commande
2.4. SIMULATION DU MODELE
2.4.1. Données numériques
2.4.2. Résultats de la simulation
CONCLUSION
CHAPITRE 3 : COMMANDE SCALAIRE DE LA MACHINE ASYNCHRONE
INTRODUCTION
3.1. GRANDEURS DE REGLAGE DU COUPLE EN REGIME PERMANENT
3.2. COMMANDE SCALAIRE EN TENSION DE LA MACHINE
3.2.1. Principe
3.2.2. Elaboration de la commande
3.2.3. Schéma de l’asservissement
3.2.4. Simulation de la commande scalaire de la tension
3.3. CONTROLE SCALAIRE EN COURANT DE LA MACHINE
3.3.1. Principe
3.3.2. Loi de commande
3.3.3. Schéma complet de l’asservissement
4.3.4. Simulation de la commande scalaire du courant
CONCLUSION
CHAPITRE 4 : COMMANDE VECTORIELLE DE LA MACHINE ASYNCHRONE
INTRODUCTION
4.1. PRINCIPE DE LA COMMANDE VECTORIELLE
4.2. ELABORATION DES LOIS DE COMMANDE
4.2.1. Orientation du flux rotorique
4.2.1. Expressions des tensions de commande d s q s u et u
4.2.2. Représentation des lois de mailles
4.3. DECOUPLAGE ENTREE-SORTIE
4.3.1. Découplage par retour d’état
4.3.2. Découplage par compensation[15]
4.4. SCHEMA DE LA COMMANDE VECTORIELLE
Contribution à l’étude des différentes stratégies de commande d’une machine asynchrone
4.4.1. Transformations directes et inverses
4.4.2. Calcul de l’angle de la transformation de Park s θ et de pulsation statorique s ω : ..61 4.4.3. Estimation du flux rotorique
4.4.4 Schéma complet de la commande vectorielle directe à flux rotorique orienté
4.5. SYNTHESE DES REGULATEURS
4.5.1. Régulateur de flux.
4.5.2. Régulateur de couple
4.5.3. Régulateur de vitesse
4.6. SIMULATION DU COMPORTEMENT DE LA MACHINE PAR LA COMMANDE VECTORIELLE
CONCLUSION
CHAPITRE 5 : REGLAGE D’ETAT DE LA MACHINE ASYNCHRONE
5.1. REPRESENTATION D’ETAT DU SYSTEME
5.1.1. Principe d’orientation sur le flux rotorique
5.1.2. Représentation d’état
5.2. REGLAGE DU COURANT STATORIQUE
5.2.1. Structure de réglage.
5.2.2. Equation matricielle du système réglé
5.2.3. Synthèse de régulateur
5.2.4. Simulation du circuit de réglage du courant statorique
5.2.5. Méthode d’approximation
5.3. REGLAGE DU FLUX ROTORIQUE
5.3.1. Structure de réglage
5.3.2. Représentation d’état du système réglé
5.3.3. Simulation de la régulation de flux
5.4. REGLAGE DE VITESSE A FLUX ROTORIQUE CONSTANT
5.4.1. Structure de réglage
5.4.2. Equation matricielle du système réglé
5.4.3. Synthèse du régulateur
5.5. COMPORTEMENT DYNAMIQUE DE LA MACHINE ASYNCHRONE
CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
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