Commande à structure variable d'une machine asynchrone double étoile alimentée par deux onduleurs MLI : modélisation dynamique, alimentation et validation expérimentale

par Nadia Madani

Thèse de doctorat en Électronique et génie électrique

Sous la direction de Mohamed Fouad Benkhoris.

Soutenue en 2004

à Nantes .


  • Résumé

    Lors de l'alimentation d'une machine polyphasée en général et double étoile en particulier par des onduleurs commandés par MLI, des courants de fortes amplitudes apparaissent à chaque demande de commutation. Du point de vue commande ces actionneurs sont des systèmes multi-variables fortement couplés. Les travaux présentés dans ce mémoire concernent l'étude d'une Machine Asynchrone Double Etoile (MADE) alimentée par deux onduleurs MLI. Ils traitent trois volets : dans le premier volet, nous élaborons une méthodologie pour la modélisation dynamique de la MADE. Après un passage en revue des différentes approches de modélisation, nous nous attardons sur la généralisation du formalisme vectoriel développé pour les machines polyphasées aux cas des machines multi-étoiles. Le deuxième volet de nos travaux concerne l'analyse comportementale de l'actionneur. Nous étudions l'influence des structures d'alimentation (onduleur deux ou trois niveaux) et de leurs commandes rapprochées (MLI) sur le comportement temporel de l'actionneur. Le troisième volet des travaux est dédié à la commande à structure variable par mode de glissement de l'actionneur. L'objectif des lois de commande recherchées est de gérer à la fois le contrôle du flux et du couple et la minimisation des courants circulant entre les deux étoiles. Une méthodologie pour la synthèse des lois de commande par mode de glissement est élaborée pour une machine triphasée puis étendue à la MADE. Finalement, afin de satisfaire l'objectif visé, nous proposons un algorithme de commande à structure variable basé sur la combinaison de la MLI vectorielle hexaphasée et de la commande par mode de glissement. Les études sont menées par simulation numérique et validées expérimentalement sur un banc d'essai réalisé au laboratoire.


  • Résumé

    Supplying polyphase machine or double star machine by PWM voltage inverters causes currents peaks at each commutation. From a control point of view, these drives are multi-variable and strongly coupled. This thesis deals with the Double Star Asynchronous Machine (DSAM) supplied by two PWM inverters. It's divided in three parts : the first part concerns the elaboration of DSAM's dynamic modelling methodology. After presenting different modelling approaches, a vectorial formalism known concept, for polyphase machines modelling , is generalized to multi stars machines modelling. The second part of this work concerns the drives's behaviour analysis. The alimentation structures's influence (two or three levels inverters ) and their PWM command on the drive's temporal behaviour are investigated. The third part deals with the drive's variable structure control based on sliding mode technics. The objective of the control laws is to control machine flux and torque, and at the same time to minimize the amplitude of the currents circulating between the two stars. A methodology for synthesising a sliding mode control is elaborated for a three phase machine then extended to DSAM. Finally, in order to satisfy the defined objective, we propose a variable structure control algorithm based on the combination of six phase SVPWM control and sliding mode control. This study presents simulation and implementation results, obtained thanks to a benchmark built in the laboratory.

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Informations

  • Détails : 130 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2004 NANT 2105
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