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

CHAPITRE II

COMMANDE VECTORIELLE

DE LA MACHINE ASYNCHRONE

CHAPITRE II: COMMANDE VECTORIELLE DE LA

MACHINE ASYNCHRONE

II-1. Introduction

Le but de ce chapitre est de présenter les principes de base de la commande vectorielle par orientation du flux rotorique alimentée en tension , qui permet d'obtenir le découplage entre le couple et le flux ainsi qu'une réponse dynamique rapide afin d'arriver à un bon régime statique. Ensuite on choisi les correcteurs classiques et on termine notre chapitre par des simulations.

II-2. Théorie du flux orienté II-2-1. Principe

Le principe de la commande par orientation du flux consiste à placer le repère (d,q) tournant tel que l'axe `d' coïncide avec l'axe du vecteur flux.

A cet effet, le courant _(Ids) contrôle le flux et le courant _(Iqs) contrôle le couple.

Or le couple est donné par.

C e

3 2

p

M sr L r

( Ö dr

i qs

-

Ö qr

i ds

)

Si le repère est parfaitement orienté, alors la composante Ö qr = 0 et Ö dr = Ö _r

L'avantage d'utiliser ce repère est d'avoir des grandeurs constantes en régime permanent. d

Le modèle lié au champ tournant ( s

è ) ; donc le couple devient :

= ù

dt

C e

3 2

p

M sr L r

( Ö r

.i ) qs

Le flux résultant Ö peut être soit :

%o Le flux statorique avec les conditions : Ö = Ö _ds= Ö _s et Ö qs = 0

%o Le flux rotorique avec les conditions : Ö = Ö dr = Ö _r et Ö_qr = 0

%o Le flux d'entrefer avec les conditions : Ö = Ö dg = Ö_g et Ö qg = 0

Remarque

Le contrôle du flux statorique ou d'entrefer n'assure pas un découplage total, entre le couple et celui du flux [6,9,13] .Donc notre objectif ici est d'étudier le principe de la commande vectorielle avec orientation de l'axe `d' suivant l'axe du flux rotorique, car elle présente de

meilleurs performances par rapport aux autres techniques d'orientation [13], et elle permet aussi d'obtenir un couple de démarrage important, mais nécessite une adaptation des paramètres rotoriques.

ès

Iqs

Ids

I_s

Ô_r

â s

q

d

á_s

Fig II-1. Principe de la commande vectorielle

II-2-2. Orientation du flux rotorique

En imposant les conditions de l'orientation du flux rotorique : ( Ö = Ö _dr= Ö _r et Ö qr = 0)

et en développant les équations, on obtient de l'équation d'état (I-19), Le modèle réduit lié au champ tournant est défini par (II-1)

1

K

. Ö

dr

+

ó

v

ds

.

L

s

T

.

r

ù.

1

K.

Ö

dr

+

ó

.v

qs

L

s

r

.

ë .i

ds

-

i

qs

M

+ù +

.i

s qs

di

ds

dt

d Ö

dr

dt

M

T

r

1

-

T

r

i

ds

dè

sr

dt

T

r

Ö

r

-

.

i

ds

ù

s

- -

ë .i

qs

dt

di

qs

Ö

dr

(II. 1a)

(II. 1b)

(II. 1c) (II-1)

(II.1d)

(II.2a)

(II.2b)

(II-2)

3 pM

2JL

r

C

e

2

p

L

r

Ö

r

.i

qs

3M

f

C

r

r

-

-

J

Ö

r

Ù

r

.i

qs

J

d Ù

r =

dt

20

L'équation mécanique se réduit à :

On remarque que de l'équation (II-1c), le flux est proportionnel àÇ. M

Ö = (II-3)

(p) I

¹ pT

+

dr

r

ds

Ö (p) dr = M.I d s en régime permanent

Et de l'équation (II-2b), le couple est proportionnel a I à condition que r

Ö est constant.

qs

Considérons le couple *

C e et le flux *

Ö r comme référence de commande, nous inversons

les équations de r

Ö et _e

C , on obtient :

i	1

*

? *

? d Ö ?

r ?

T . + Ö

ds ^r dt

M

? r ?

? ?

2.L C

qs

3.p.M

Ö

r

r e

i = .

*

(II-4)

ù sl

M T r

.

i qs * Ö r

Ces équations donne le principe de l'orientation du flux rotorique (OFR), dont le schéma bloc est donné par la figure (II-2) [14,15].

Fig II-2. Commande en courant par orientation du flux rotorique.

Le filtre passe bas		1	permet de rendre les blocs physiquement réalisables.
	1+	s.T0

II-3. Commande vectorielle indirecte et régulation II-3-1. Introduction

La commande est dite indirecte lorsque la position du flux considéré est calculée à partir de la mesure de la vitesse du rotor et d'autres grandeurs accessibles, comme les tensions ou les courants statoriques [12].

Ö r

C_e
I_s

Ù