Contribution à l'alimentation en tension de machines synchrones à aimants permanents à nombre de phases élevé : fonctionnement normal et degradé

par Jean-Philippe Martin

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Bernard Davat.

Soutenue en 2003

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Ce mémoire traite du problème de l'alimentation segmentée des machines synchrones polyphasées à aimants permanents par des onduleurs de tension modulaires. La segmentation de l'alimentation, par l'augmentation du nombre d'enroulements, autorise un fonctionnement en mode dégradé lorsqu'une ou plusieurs phases sont déconnectées de l'alimentation. Cependant, le couplage magnétique entre les différents enroulements peut conduire, lors de l'alimentation par des onduleurs de tensions, à l'augmentation du taux d'ondulation de courant, et donc générer des pertes supplémentaires. La MSAP q phases à forme de fem quelconque est modélisée et la forme optimale de courant annulant les ondulations de couple base fréquence en mode normal est définie. Grâce à la transformation de Concordia généralisée, une machine q phase peut être représentée par plusieurs machines, mono et/ou diphasées découplées magnétiquement. Une méthode de contrôle simultanée des q onduleurs monophasés, basée sur l'utilisation de vecteurs tension adaptés, permet de minimiser le taux d'ondulation de courant et ainsi les pertes dans le système. En présence de défaut conduisant à la déconnexion de l'alimentation d'une ou plusieurs phases, de fortes ondulations de couple basse fréquence apparaissent. Plusieurs méthodes, basées sur la modification de la forme de courant d'une ou plusieurs phases actives, ont été proposées pour supprimmer ces ondulations dans le cas soit d'une alimentation par q onduleurs monophasées soit par un onduleurs q phases. Certaines méthodes de filtrage ont été validées expérimentalement. Pour permettre la poursuite des formes de courant à dynamique élevée, un régulateur hybride à large bande passante est présenté et étudié dans le dernier chapitre. Ce régulateur permet d'associer la robustesse de la commande à structure variable et la dynamique élevée des régulateurs par maximum de courant.

  • Titre traduit

    Contribution to the voltage supply of multi-phase synchronous permanent magnet machines : normal and fault operating modes


  • Résumé

    This work deals with the segmented power supply of multi-phase synchronous permanent magnet machines by modular voltage inverters. The supply segmentation obtained by the increase of the windings number allows operating in fault mode, when phases are disconnected from the supply. However, for a voltage supply, the magnetic coupling between windings can lead with the increase of current ripples to generate additional lasses. The q-phase MSAP with unspecified emf waveform is modeled and the optimal current waveform canceling the low frequency torque undulations in normal mode is defined. The generalized Concordia transformation allows to represent a q-phase machine by several mono and 2-phase machines magnetically uncoupled. A simultaneous control method of the q single-phase inverters, based on the use of adapted voltage vectors, allows to minimize the current undulation rate and thus the lasses in the system. When faults occur, leading to the disconnection of phases from the supply, torque undulations of law frequency appear. Several methods, based on the current waveform modification of one or more than one active phases are proposed in the case either of supply by q single-phase inverters or by a qphase inverter. Several methods of filtering are validated by experimental results. Ln order to allow high dynamics current tracking, a new AC current control method with constant switching frequency is presented and study in the final chapter. Based on the used of a hybrid regulator, it associates the robustness of sliding mode controllers and high dynamics of peak current regulators.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (124 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 117-124

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2003 MARTIN J-P.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.