Contribution à l'optimisation de la commande d'un alterno-démarreur intégré asynchrone

par Agnès Konieczka

Thèse de doctorat en Contrôle des systèmes

Sous la direction de Jean-Paul Vilain.

Soutenue en 2003

à Compiègne .

mots clés

• Acyclismes de vitesse
• Alterno-démarreur
• Contrôles scalaire et vectoriel
• Onduleur triphasé
• Machine asynchrone
• Véhicules automobiles -- Capteurs
• Automobiles -- Moteurs -- Démarreurs
• Modulation d'impulsions en durée
• Espaces vectoriels
• Onduleurs (électricité)

Résumé

Ce travail, mené en collaboration entre la société VALEO et l'UTC, porte sur l'Alterno-Démarreur Intégré en version Asynchrone et plus particulièrement sur l'optimisation du contrôle, par le biais d'une simulation fine de l'ensemble machine/con vertisseurl commande. Tout un panel de stratégies de Modulation de Largeur d'Impulsions peut être simulé : boucle ouverte en tension, boucle fermée en tension ou en courant, fréquence de découpage fixe ou variable, modulations phase par phase indépendantes ou globale (vectorielle). L'approche vectorielle de la machine et du convertisseur permet de simuler le comportement dynamique de la chaîne d'entraînement en régimes permanent ou transitoire, en modes moteur ou alternateur, stator couplé en étoile ou en triangle, sans ou avec surmodulation. Les lois de commande, élaborées de façon à viser un fonctionnement optimal sous des formes d'onde idéales respectant les contraintes d'alimentation, sont mises en œuvre via un contrôle scalaire ou vectoriel et via la commande rapprochée de l'onduleur. Nous chiffrons les perturbations induites par l'ensemble machine/convertisseur!commande. L'étude comparative des différentes commandes rapprochées permet de mettre en évidence la supériorité de la modulation vectorielle en mode alternateur. L'influence de la précision du capteur mécanique est analysée. Nous proposons d'abord un moyen pour doubler la résolution. Les résultats expérimentaux confirment les améliorations prévues par les simulations. Puis, nous présentons une autre approche en dissociant la résolution des incréments de phase issus de l'effet de rotation de ceux dus au glissement. Enfin, nous prenons en compte le phénomène particulier des acyclismes. Après observation de leurs incidences dans le cas d'une commande scalaire, nous proposons des contrôles vectoriels suffisamment simples pour être compatibles avec l'application embarquée mais capables d'atténuer les oscillations du couple et de garantir la maîtrise du niveau de flux tout en conservant un rendement élevé.

Titre traduit

Contribution on optimisation of the control of an integrated starter-alternator with an induction machine

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