INTRODUCTION GENERALE
De nos jours, l'utilisation des machines électriques
aussi bien dans le milieu industriel que dans les applications domestiques se
veut indispensable. Suivant le type d'application et suivant le cahier de
charge, un choix s'impose entre les différentes machines qui existent.
Les machines synchrones à aimants sont de plus en plus utilisées,
vu l'efficacité et les nombreux avantages de ce type d'actionneur. La
MSAP présente une puissance massique importante et a la
possibilité de fonctionner à très haute vitesse. C'est
ainsi qu'elle peut être très utile dans de nombreuses
applications.
Comme toutes les autres variantes de moteurs
électriques, la commande de ce type de machine ne cesse d'évoluer
car nombreuses sont les recherches axées dans ce sens. Dans certaines
applications voire même la majorité, l'encombrement causé
par les capteurs mécaniques pose problème. Toutefois la commande
sans capteurs mécaniques de la MSAP fait l'objet de plusieurs sujets de
recherche depuis le début des années 1990.
Les techniques sont nombreuses et chaque méthode
présente aussi bien des avantages que des inconvénients. Le choix
d'une approche ou d'une autre dépend du cahier de charge imposé,
du type d'application et de la particularité de la machine
utilisée.
Dans ce mémoire, nous proposons deux techniques
semblables d'estimation de position et de vitesse destinées à la
commande vectorielle à flux orienté de la Machine Synchrone
à Aimants Permanents sans saillance. Nous nous intéressons
à l'étude d'observateurs d'état basés sur un
modèle de la machine dans le référentiel stationnaire
biphasé (á,â). L'idée de base est de reconstituer un
vecteur d'état comportant les deux composantes du flux rotorique pour en
déduire l'angle électrique et donc la position du rotor.
Le mémoire s'articule en trois chapitres repartis en deux
principales parties :
La première partie comprend un chapitre consacré
à une étude bibliographique sur la commande sans capteur de la
MSAP. Dans ce chapitre introductif, après avoir rappelé les
généralités des machines synchrones, nous passons à
la modélisation de la MSAP, dans le repère triphasé (abc),
puis dans les référentiels biphasés
(référentiel de Park et référentiel
(á,â) en vu de la commande vectorielle. Nous présentons
ensuite l'état de l'art de la commande sans capteurs mécaniques
de la MSAP afin de situer notre étude.
La deuxième partie comprend deux chapitres : le
deuxième axé sur le dimensionnement des observateurs et la
Simulation sous MATLAB - Simulink et un troisième intitulé
Validation Expérimentale - Implantation sur DS1 104.
Dans le deuxième chapitre, nous développons la
méthode de calcul et de dimensionnement des différents
observateurs étudiés, ensuite nous simulerons les méthodes
étudiées sur l'environnement MATLAB - Simulink. Pour se
rapprocher un peu du cas réel de la pratique, nous ajouterons un bruit
et un OFFSET dans les mesures pour tester la robustesse des observateurs. Nous
simulerons aussi la commande avec une charge équivalente à la
charge nominale de notre machine.
Le troisième chapitre présente les
résultats de la validation expérimentale en implantant la
commande dans une carte DSP de type DS1 104. Avant d'implanter la commande sans
capteur, nous passerons en revues quelques considérations pratiques.
Nous présenterons dans ce même chapitre les résultats
expérimentaux de la commande sans capteurs en utilisant dans un premier
lieu, l'observateur d'ordre plein (ordre4) et ensuite le nouvel observateur
d'ordre minimal (ordre2) que nous avons proposé, analysé et mis
en oeuvre.
Nous terminerons notre mémoire par une conclusion
générale dans laquelle nous passerons en revue les commentaires
des techniques étudiées et nous citerons les perspectives
envisagées pour une étude ultérieure dans le but d'affiner
la recherche.
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