Modelisation Identification Et Commande Sans Capteur D Une Machine Synchrone A Reluctance 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 d'une machine synchrone à réluctance variable

Modélisation Et Commande de la MacHine Synchrone À Réluctance Variable

L'étude porte sur la modélisation et la commande d'une machine synchrone à réluctance variable présentant une cage au rotor. Nous avons développé un modèle saturé applicable à la simulation de l'ensemble convertisseur-machine (modification des équations de Park). Une part importante de notre travail a été consacrée à la réalisation de nombreux essais expérimentaux qui ont permis de valider les développements théoriques. Nous avons étudié le cas où la machine est reliée au réseau et le cas où la machine est pilotée en commande vectorielle. Pour la commande vectorielle, nous avons étudié les effets de la saturation sur la dynamique et sur le régime permanent pour une commande en couple et une commande en vitesse. Nous avons également développé et implanté une stratégie de commande permettant d'optimiser le rendement de la machine en mesurant la puissance absorbée et en utilisant un algorithme de recherche de minimum (Fibonacci, section dorée).