Elaboration de la commande de la machine synchrone autopilotée alimentée par un onduleur de courant

1. Elaboration de la commande de la machine synchrone autopilotée alimentée par un onduleur de courant D. BAREILLE Lycée Saint-Cricq

2. Le moteur synchrone tourne à la vitesse Pour faire varier sa vitesse, il faut donc faire varier , la pulsation du réseau d'alimentation.

3. 2 1 Dans le mode de fonctionnement classique, le champ rotorique BV(excitation ou aimants), est "accroché" au champ du stator. Le champ statorique Bitourne à la vitesse imposée par la fréquence d'alimentation . g2 g1 Plus on demande de couple sur le rotor, plus les deux champs se décalent.

4. Mais les dynamiques des champs sont très différentes : —La dynamique du champ statorique dépend des performances de la source à fréquence variable (constantes de temps électriques, donc faibles) —La dynamique du champ rotorique dépend des performances des parties tournantes beaucoup moins rapides ( constantes de temps mécaniques). En cas de variation brusque de wrisque de décalage trop important entre les champs et donc de décrochage de la machine.

5. Solution : asservir la position du champ rotorique par rapport à celle du champ statorique. fonctionnement autopiloté. impose le décalage angulaire entre les deux champs. g

6. Rappel des diagrammes de Fresnel

7. g= p 2- y Objectif : maintenir un angle fixe entre : le champ magnétique induit le champ magnétique à vide , lié au rotor. L’angle entre les champs est g = 90 -y, l’angle d’autopilotage sera donc y , angle entre la fem et le fondamental du courant statorique de la phase correspondante.

8. L I Source de Tension Continue ea eb 2 ia 1 U0 ec N um 3 ib 2 1 ic 3 Enroulements Statoriques Source de courant continu Hypothèses : —La machine bipolaire triphasée est à répartition spatiale sinusoïdale ; elle n’est pas saturée. —   En t=0 le rotor est dans l’axe de la bobine A — Le courant I issu de la source d’alimentation est parfaitement constant. — On raisonne avec y = 0 .

9. Comment faire tourner le champ statorique Bi ?

10. ETAPE 1 On ferme les interrupteurs K’2 et K1, le courant I circule par les phases 2 et 1, créant les champs B2 et B1

11. ETAPE 1 Les champs B2 et B1 s’additionnentpour donner le champ statorique champs Bi

12. ETAPE 1 Les champs B2 et B1 s’additionnentpour donner le champ statorique champs Bi

13. ETAPE 2 On ferme les interrupteurs K’3 et K1, le courant I circule par les phases 3 et 1, créant les champs B3 et B1 : Bi avance de 60°

14. ETAPE 3 On ferme les interrupteurs K’3 et K2, le courant I circule par les phases 3 et 2, créant les champs B3 et B2: Bi avance encore de 60°

15. Comment faire tourner le rotor ?

16. ETAPE 3 Si on place un aimant au centre de l’armature,

17. ETAPE 3 Si on place un aimant au centre de l’armature,

18. ETAPE 3 Si on place un aimant au centre de l’armature,

19. ETAPE 3 Si on place un aimant au centre de l’armature, il cherche à s’aligner sur Bi

20. ETAPE 3 Si on place un aimant au centre de l’armature, il cherche à s’aligner sur Bi

21. ETAPE 3 Si on place un aimant au centre de l’armature, il cherche à s’aligner sur Bi

22. ETAPE 3 Si on place un aimant au centre de l’armature, il cherche à s’aligner sur Bi

23. ETAPE 4 Si on place un aimant au centre de l’armature, il cherche à s’aligner sur Bi, pour entretenir le mouvement, il faut continuer à faire avancer Bi

24. ETAPE 4 Si on place un aimant au centre de l’armature, il cherche à s’aligner sur Bi, pour entretenir le mouvement, il faut continuer à faire avancer Bi

25. ETAPE 4 pour entretenir le mouvement, il faut continuer à faire avancer Bi

26. ETAPE 4 pour entretenir le mouvement, il faut continuer à faire avancer Bi

27. ETAPE 4 pour entretenir le mouvement, il faut continuer à faire avancer Bi

28. ETAPE 4 La machine est autopilotée si c’est le rotor lui même qui déclenche l’avance de Bi

29. ETAPE 4 La machine est autopilotée si c’est le rotor lui même qui déclenche l’avance de Bi

30. ETAPE 5 La machine est autopilotée si c’est le rotor lui même qui déclenche l’avance de Bi

31. ETAPE 5 La machine est autopilotée si c’est le rotor lui même qui déclenche l’avance de Bi

32. ETAPE 5 La machine est autopilotée si c’est le rotor lui même qui déclenche l’avance de Bi

33. ETAPE 5 La machine est autopilotée si c’est le rotor lui même qui déclenche l’avance de Bi

34. ETAPE 5

35. ETAPE 5 Lorsque le rotor arrive à 60° de Bi, il déclenche son avance d’un pas…

36. ETAPE 5 Lorsque le rotor arrive à 60° de Bi, il déclenche son avance d’un pas… … de 60°

37. ETAPE 6 Lorsque le rotor arrive à 60° de Bi, il déclenche son avance d’un pas… … de 60°

38. ETAPE 6 Lorsque le rotor arrive à 60° de Bi, il déclenche son avance d’un pas de 60°

39. ETAPE 6 Lorsque le rotor arrive à 60° de Bi, il déclenche son avance d’un pas de 60°

40. ETAPE 6 Lorsque le rotor arrive à 60° de Bi, il déclenche son avance d’un pas de 60° (Configuration identique à celle de l’instant wt = 0)

41. ETAPE 6 Lorsque le rotor arrive à 60° de Bi, il déclenche son avance d’un pas de 60°

42. ETAPE 6 Lorsque le rotor arrive à 60° de Bi, il déclenche son avance d’un pas de 60°

43. ETAPE 6 Juste après la transition…

44. ETAPE 6 Juste après la transition… … le rotor est à 120° de Bi (Configuration identique à celle de l’instant wt = 30° : début de l’étape 1)

45. ETAPE 7 Juste après la transition le rotor est à 120° de Bi

46. ETAPE 7 Juste après la transition le rotor est à 120° de Bi

47. ETAPE 7 Juste après la transition le rotor est à 120° de Bi

48. ETAPE 7 Juste après la transition le rotor est à 120° de Bi

49. ETAPE 7 En moyenne l’angle entre le rotor et Bi est de … 90°

50. ETAPE 7 En moyenne l’angle entre le rotor et Bi est de 90°