Linéarisation entree sortie et réglage flou d'une machine asynchrone avec pilotage vectoriel et observateur à mode glissant

I-9-1. Modélisation de l'onduleur

Commande MLI

M A S

K1

K2 K4 K6

K3 K5

E

Fig.I-7 Onduleur avec commande MLI

Dans ce paragraphe nous présentons le modèle d'un onduleur triphasé, alimenté par une source de tension continue.

Ici pour notre cas, les composants semi-conducteurs sont modélisés par des interrupteurs idéaux. Dans le cas où les trois phases conduisent, avec la condition que :

V_a + Vb +V_c =0

Les interrupteurs (K1, K2, K3, K4, K5, K6) sont commandés par la technique MLI, on considère le cas de la commande définie par :

1 k1 fermé et k4 ouvert

S1= 0 k1 ouvert et k4 fermé

1 k2 fermé et k5ouvert (I-27)

S2= 0 k2 ouvert et k5 fermé

1 k3 fermé et k6 ouvert

S3= 0 k3 ouvert et k6 fermé

D'après l'onduleur schématisé par la figure I-7 et le système d'équation (I-27), on obtient les tensions imposées aux bornes des phases du moteur par la relation suivante [6,7] :

S₃

S₁

? ? ?

??

S₂

? ?

? ?

? ?

? ? ?

?

(I-28)

1

21 -

? ?

? E ?

=

? 3 ?

? ? ?

?

211 - -

11 2

-

? ? ?

??

V_a

V_b

V c

A partir de l'équation (I-28), on peut modéliser l'onduleur utilisé dans notre simulation. I-9-2. Commande de l'onduleur

Dans plusieurs domaines d'application industriel on exige l'amélioration des performances et le contrôle de la fréquence et l'amplitude de la tension de sortie du convertisseur.

Le développement de microélectronique et de composants de l'électronique de puissance a permis l'application de la commande MLI.

Nous exposons en dessous, une méthode parmi les plus répondues est la technique triangulo-sinusoidale : elle consiste à comparer deux signaux l'un est un signal triangulaire appelé porteuse de fréquence fp et d'amplitude Up, l'autre est un signal sinusoïdal appelé Modulatrice de fréquence f_m et d'amplitude U_m, l'intersection de ces deux signaux donne le signal MLI.

Le signal MLI détermine les instants de fermeture et d'ouverture des interrupteurs. Dans ce cas deux paramètres caractérisant la commande :

r=

U_m

U_p

f p

m =

- Le coefficient de réglage en tension :

- L'indice de modulation :

f m

I-9-3. Schéma bloc de simulation de la machine asynchrone avec onduleur

La source de tension et l'onduleur à MLI sont vus dans le repère dq, pour alimenter la machine de Park liée à ce même repère.

Le schéma bloc de simulation est illustré par la figure (I-8)

Fig I-8. Bloc de simulation de l'association 16

MAS alimentée en tension avec onduleur

I-9-3-1. Résultats et interprétations de simulation de la MAS avec l'onduleur

Les résultats de simulations illustrées par les figures (I-6) et (I-9), montrent l'évolution de la vitesse, du couple, du courant de la ligne et du flux lors de démarrage à vide de la machine asynchrone alimentée en tension puis une application de la charge en régime statique entre les instants 1s et 2s figure I-10

- Le démarrage à vide sous pleine tension permet d'avoir un établissement rapide du régime permanent.

- Le transitoire du courant de phase à une durée équivalente au temps de démarrage avec une pointe de 20A. Le flux présente des oscillations lors des premiers instants de la mise sous tension.

- Lors de l'application d'un échelon de couple résistant de 10 Nm pendant une durée d'une seconde, le couple électromagnétique compense cette sollicitation du couple résistant, tandis que la vitesse et le flux subissent une diminution importante. Par contre pour le courant statorique, on observe une augmentation.

Fig. I-9 Schéma de simulation de la MAS alimentée par un onduleur de tension à MLI

Fig I-10. Réponse à un échelon de vitesse avec application d'une charge entre
1s et 2s d'une MAS alimenté par un onduleur de tension à MLI