Mod Lisation Identification Et Commande Sans Capteur D Une Machine Synchrone R Luctance Variable Rapide

Modélisation, identification et commande sans capteur d’une machine synchrone à réluctance variable rapide

Les machines synchrones à réluctance variable (MSRV) sont de plus en plus utilisées dans les entraînements à haute vitesse pour obtenir de meilleures performances dans des applications telles que l’usinage à haute vitesse, le stockage d’énergie ou les turbocompresseurs. Cette thèse porte sur l’identification et la commande sans capteur d’une machine synchrone à réluctance variable à grande vitesse et s’appuie sur un banc d’essais de machines 20 000 tr/min. Après avoir présenté un état de l’art des machines rapides et plus spécifiquement des MSRV, une première partie est consacrée à la modélisation, l’identification et la simulation de la MSRV. Une attention particulière est portée sur l’estimation des paramètres électriques et mécaniques de la MSRV de notre banc. Une deuxième partie traite de la commande avec capteur mécanique en cherchant des performances dynamiques et énergétiques optimales, en fonction du point de fonctionnement. En basse vitesse, la méthode à couple maximum par Ampère (MTPA maximum torque per Ampere) est utilisée et à haute vitesse, la commande utilisée est la méthode à couple maximum par unité de flux (MTPW maximum torque per Weber). Enfin, une dernière partie s’intéresse à la commande sans capteur mécanique. Un filtre de Kalman étendu (FKE) est utilisé pour estimer la vitesse et la position de la MSRV. Un FKE classique (d’ordre 4), nécessiterait une grande puissance de calcul, en contradiction avec le faible coût de la MSRV. Par conséquent, un FKE original basé sur un modèle inverse d’ordre 2 de la machine est proposé. Ces deux approches sont testées expérimentalement et comparées.

Commande sans capteur de la machine synchrone à aimants permanents

La commande vectorielle de la machine synchrone a aimants permanents necessite une connaissance precise de la position rotorique. Traditionnellement, cette position est obtenue a partir de l'utilisation d'un capteur mecanique. Depuis des annees, l'attention de la communaute scientifique s'est portee sur la limitation du nombre de capteurs vu que leur presence, non seulement augmente le cout et la complexite materielle totale, mais aussi reduit sa fiabilite avec une sensibilite additionnelle aux perturbations exterieures. Dans une premiere partie, nous proposons le capteur le mieux adapte pour une application automobile. Ce capteur est base sur le couplage intelligent entre un observateur et un capteur logiciel base sur la technique d'injection de signaux. Dans une deuxieme partie, nous proposons une methode simple et rapide permettant l'estimation de la resistance et des inductances statoriques a l'arret. La combinaison de l'identification a l'arret et du capteur logiciel permet une bonne estimation de la position de la machine synchrone a aimants permanents sur une large plage de vitesse y compris les basses vitesses et a l'arret.

Commande sans capteur d'une machine synchrone à réluctance variable