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Commande vectorielle à  flux rotorique orienté de la machine asynchrone:simulation et expérimentation

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par Danic TOFFESSI YAPTA
Université Henri Poincaré Nancy 1 - Master 2 SEE énergie électrique 2010
  

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RAPPORT DE PROJET TUTORE

COMMANDE VECTORIELLE A FLUX ROTORIQUE
ORIENTE DE LA MACHINE ASYNCHRONE :
SIMULATION ET EXPERIMENTATION

Par
Danic TOFFESSI YAPTA
Master 2 SEE -- Energie Electrique
Sous l'enca drement de :

Pr. Abderre%ak REZZOUG
et
Dr. Thierry LUBIN

ANNEE ACADEMIQUE
2009- 2010

Remerciements.

REMERCIEMENTS

> Je remercie tous les enseignants du cycle de Master «Systèmes Embarqués et Energie » de la faculté des sciences de l'Université Henri Poincaré, Nancy 1 et particulièrement ceux de la spécialité « Energie Electrique ».

> Je remercie très particulièrement Monsieur Abderrezak REZZOUG, Professeur à l'UHP, chercheur au GREEN et co-encadreur de ce projet, d'avoir accepté de m'encadrer et de m'avoir suivi et aidé à mener à bien ce projet à travers sa rigueur scientifique, ses encouragements, son attention qui a été toute particulière et surtout son cours sur les régimes dynamiques et commande des machines qui m'a passionné et poussé vers ce projet.

> Je remercie aussi et très particulièrement Monsieur Thierry LUBIN, Maître de conférences à l'UHP, chercheur au GREEN et co-encadreur de ce projet, d'avoir accepté de m'encadrer, de m'avoir soutenu et de m'avoir vraiment beaucoup aidé ; surtout dans la partie expérimentale : compréhension des programmes et réalisation pratique de la commande vectorielle.

> Je remercie le GREEN (Laboratoire de Recherche en Electronique et Electrotechnique de Nancy) de m'avoir permis de réaliser ce projet dans leurs locaux de l'UHP.

Rapport de projet réalisé, ré digé et présenté par Danic TOFFESSI YAPTA Master 2 SEE- Energie Electrique, UHP - Nancy 1, 2009/2010

SOMMA1RE

REMERC1EMENTS i

SOMMA1RE................................ ................................ ................................ ............. ii
RESUME................................ ................................ ................................ ................. iii
L1STEDES NOTAT1ONS ................................ ................................ .......................... iv

1NTRODUCT1ON GENERALE 1

Chapitre 1 : MODEL1SAT1ON DE LA MACH1NE ASYNCHRONE EN VUE DE LA

COMMANDE................................ ................................ ................................ .......... 2

1- Modélisation mathematique de la machine..........................................................2

1.1- Equations de la machine asynchrone en regime quelconque...................................... 2

1.2- Modèle diphasé de la machine ................................................................................. 3

1.2.1- Transformation de Clarke ou de Concordia.................................................................... 3

1.2.3- Transformation de Park................................................................................................. 4

11- Modele de la machine dans un repere de Park....................................................5

11.1- Equations de la machine asynchrone en regime dynamique...................................... 5

11.2- Choix de l'orientation du repere (d ,q ) de Park ..................................................... 6

111- Comman de vectorielle de la machine asynchrone..............................................7 111.1- Choix de la strategie de comman de ........................................................................ 8 111.2- Choix de l'orientation du flux ................................................................................ 8

111.3- Calcul de l'angle ès des transformations ................................................................ 9

111.4- Choix du mode d'alimentation .............................................................................10
111.5- Synthese du modele final .......................................................................................11
111.6- Decouplage des comman des des axes
d et q ........................... 12

111.7- Regulation 14

111.7.1- Regulation des courants 14

111.7.2- Regulation et asservissement de la vitesse 14

Chapitre 2 : S1MULAT1ON DE LA COMMANDE VECTOR1ELLE A FLUX ROTOR1QUE OR1ENTE DANS L'ENV1RONNEMENT MATLAB-S1MUL1NK 16

1- Conception des différents blocs dans Simulink.................................................... 16

1.1- Blocs de transformation 16

1.2- Bloc Machine Asynchrone 17

1.3- Bloc On duleur 21

1.4- Bloc Orientation du flux rotorique 21

1.5- Bloc Autopilotage 21

1.6- Bloc Régulateur 21

1.7- Bloc Découplage (par compensation) 21

Rapport de projet realise, redige et presente par Danic TOFFESS1 YAPTA Master 2 SEE- Energie Electrique, UHP - Nancy 1, 2009/2010

II- Simulation du demarrage direct de la machine asynchrone................................22

III- Synthése des régulateurs (de type PI) ...............................................................23 III.1- Modélisation de l'on duleur a MLI......................................................................... 23 III.2- Correcteurs de courant......................................................................................... 23 III.3- Correcteur de vitesse............................................................................................ 24

IV- Simulation de la comman de vectorielle in directe ................ 25

IV.1- Calcul des valeurs nominales des references 25

IV.1.1- Valeur nominale Isdn du courant d'axe d 25

IV.1.2- Valeur nominale Isqn du courant d'axe q 26

IV.1.3- Valeur nominale C/n de la vitesse 26

IV.2- Illustration du decouplage de la comman de des axes d et q 26

IV.3- Comman de vectorielle en mode non decouplee (sans compensation) 26

IV.4- Comman de vectorielle en mode decouplee (avec compensation) 29

Chapitre 3 : EXPERIMENTATION DE LA COMMANDE VECTORIELLE A FLUX ROTORIQUE ORIENTE DE LA MACHINE ASYNCHRONE 34

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