Contrôle direct du couple d'une machine asynchrone alimentée par convertisseur multiniveaux à fréquence imposée

• Auteur / Autrice : Carlos de Almeida Martins
• Direction : Thierry Meynard, Adriano Carvalho, Xavier Roboam
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT en cotutelle avec Universidade do Porto
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia

Mots clés

Mots clés contrôlés

Onduleurs (électricité)

Réseaux logiques programmables par l'utilisateur

Traitement du signal -- Techniques numériques -- Appareils et matériel

Machines asynchrones

Mots clés libres

Convertisseurs multiniveaux

Contrôle Direct du Couple (DTC)

Maîtrise de la fréquence de commutation

Équilibrage actif

Résumé

Ce travail débute par une présentation des topologies d'onduleurs multiniveaux les plus représentatives de l'état de l'art actuel et une description de leurs avantages et inconvénients. Les atouts et points faibles des principales stratégies de contrôle direct de la machine asynchrone, alimentée par un onduleur de tension à 2-niveaux, sont aussi présentées. Deux stratégies de contrôle direct du couple, compatibles avec des onduleurs de tension multicellulaires, sont ensuite définies d'une manière généralisée par rapport au nombre de niveaux. Leur algorithme comporte les modèles prédictifs de la machine déduits afin d'exploiter de manière optimale les nombreux degrés de liberté par les structures multiniveaux. Une attention particulière est portée sur la maîtrise de la fréquence de commutation et du contenu harmonique du couple. En particulier, la deuxième de ces stratégies, baptisée CoDiFI, combine harmonieusement ces deux facteurs, tout en gardant les excellentes caractéristiques dynamiques attribuées aux stratégies DTC classiques. Elle est validée expérimentalement sur un onduleur multicellulaire à 4-niveaux (3 cellules / phase) alimentant une machine asynchrone de 22 kW. Cette association intègre un banc de traction piloté par un contrôleur numérique d'architecture hybride DSP/FPGA. Une analyse comparative entre le DTC classique (2-niveaux) d'une part et les stratégies proposées et de commmande vectorielle à 4-niveaux de l'autre part est aussi réalisée, mettant en exergue l'intérêt d'une association entre les lois de contrôle direct du couple et les onduleurs multicellulaires.