Approche géométrique de la modélisation des machines électriques en vue de l'observation et de la commande PDF Download
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Book Description
L'étude présentée se place dans le contexte de la réduction des perturbations d'origines électrique et mécanique liées aux systèmes industriels de variation de vitesse des machines électriques tournantes. Partant d'une approche tensorielle dédiée à l'étude des machines électriques, nous avons développé un modèle prenant en compte les imperfections d'origine géométrique, celles-ci se traduisant en termes d'harmoniques spatiales. Chaque harmonique est alors considérée comme le fondamental d'une machine virtuelle, sur la base du principe de superposition. Le modèle est ainsi constitué d'autant de machines virtuelles que d'harmoniques. L'étude du modèle d'un point de vue automatique est ensuite effectuée. Enfin, un observateur d'état de type Kalman associé à ce modèle est développé. Le cas du modèle à une harmonique d'espace est traité et la validation de cet observateur est effectué sur un moteur asynchrone à rotor bobiné. Les courants à estimer sont mesurés pour validation expérimentale.
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L'étude présentée se place dans le contexte de la réduction des perturbations d'origines électrique et mécanique liées aux systèmes industriels de variation de vitesse des machines électriques tournantes. Partant d'une approche tensorielle dédiée à l'étude des machines électriques, nous avons développé un modèle prenant en compte les imperfections d'origine géométrique, celles-ci se traduisant en termes d'harmoniques spatiales. Chaque harmonique est alors considérée comme le fondamental d'une machine virtuelle, sur la base du principe de superposition. Le modèle est ainsi constitué d'autant de machines virtuelles que d'harmoniques. L'étude du modèle d'un point de vue automatique est ensuite effectuée. Enfin, un observateur d'état de type Kalman associé à ce modèle est développé. Le cas du modèle à une harmonique d'espace est traité et la validation de cet observateur est effectué sur un moteur asynchrone à rotor bobiné. Les courants à estimer sont mesurés pour validation expérimentale.
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L'étude présentée se place dans le contexte de la réduction des perturbations d'origines électrique et mécanique liées aux systèmes industriels de variation de vitesse des machines électriques tournantes. Partant d'une approche tensorielle dédiée à l'étude des machines électriques, nous avons développé un modèle prenant en compte les imperfections d'origine géométrique, celles-ci se traduisant en termes d'harmoniques spatiales. Chaque harmonique est alors considérée comme le fondamental d'une machine virtuelle, sur la base du principe de superposition. Le modèle est ainsi constitué d'autant de machines virtuelles que d'harmoniques. L'étude du modèle d'un point de vue automatique est ensuite effectuée. Enfin, un observateur d'état de type Kalman associé à ce modèle est développé. Le cas du modèle à une harmonique d'espace est traité et la validation de cet observateur est effectué sur un moteur asynchrone à rotor bobiné. Les courants à estimer sont mesurés pour validation expérimentale.
Author: Marc Bekemans Publisher: Presses univ. de Louvain ISBN: 9782874630217 Category : Science Languages : fr Pages : 180
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L'objectif de ce travail est d’établir un cadre théorique favorable à la détermination et au contrôle des efforts radiaux dans les moteurs électriques synchrones. Le besoin d’une modélisation susceptible d’être utilisée pour le contrôle en temps réels des efforts écarte naturellement les classiques méthodes numériques de calcul des champs. Aussi, notre volonté de représenter de façon la plus synthétique qui soit l’état magnétique de la machine nous conduit à proposer une modélisation qui intègre de façon intrinsèque un maximum d’informations concernant la machine comme le caractère localisé des courants dans les encoches et les nombreuses symétries liées au bobinage de la machine. Cette modélisation est basée sur une discrétisation du champ d’entrefer qui consiste à considérer le champ constant sous chaque dent statorique. Enfin, la représentation des champs magnétiques rotorique et statorique dans un espace vectoriel approprié permet de conserver et même de généraliser l’approche classique de la commande vectorielle pour le contrôle du couple. La modélisation proposée permet de fournir une expression synthétique et originale du couple pour des machines fortement non sinusoïdales et également d’exprimer dans l’espace des courants les contraintes liées au contrôle des efforts radiaux. Les applications les plus prometteuses de ce travail sont liées à la commande des machines polyphasées en mode dégradé lorsqu’il s’agit de contrôler le couple et éventuellement les efforts radiaux en présence de défauts. On montre ainsi à titre d’exemple comment la modélisation proposée permet de résoudre de manière simple le problème du maintien d’un couple constant dans une machine triphasée en cas de perte d’une phase.
Author: Michel Pinard Publisher: Dunod ISBN: 2100601229 Category : Technology & Engineering Languages : fr Pages : 416
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Cet ouvrage permet de maîtriser les bases du contrôle et de la commande des machines électriques. Il est constitué d'une soixantaine de fiches pratiques rassemblées dans huit dossiers thématiques. Ces dossiers abordent successivement les questions des alimentations électriques, des convertisseurs de puissance, des différents types de machines (synchrones ou asynchrones), et des différents modes de commande et d'asservissement. Chaque fiche pose un problème précis et ponctuel et en explique la solution. Dans de nombreux cas, des simulations sur les logiciels tels que PSIM, VisSIM et LabVIEW permettent une approche concrète et opérationnelle des difficultés rencontrées dans la mise au point d'un système de commande.
Author: Abdelmounaïm Tounzi Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 18
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La conception, l'étude ou la commande de machines électriques fait appel à différents modèles mathématiques. L'approche analytique, largement utilisée, est assujettie à des hypothèses simplificatrices. Au travers de différents travaux, nous avons montré ses limites pour décrire des fonctionnements spécifiques. L'approche numérique, basée sur la méthode des éléments finis, permet d'éviter une grande partie des hypothèses simplificatrices et d'aboutir à des résultats plus précis. En 2D, nous l'avons utilisée, pour différentes études, soit en tant qu'outil d'investigation, soit pour la quantification des performances de systèmes électromécaniques complets. Pour cela, nous avons tenu compte des circuits électriques extérieurs (dipôles ou convertisseurs statiques), de l'équation mécanique et de diverses boucles de commande du système. Dans ce dernier cas, le choix du pas de calcul à utiliser est délicat. Nous nous sommes inspirés des dispositifs réels pour effectuer ce choix. Enfin, des effets tridimensionnels, tels les inductances de têtes de bobines ou les inclinaisons, ont été introduits dans le modèle 2D par le biais de dipôles ou de calculs supplémentaires. Dans le domaine de la conversion électromécanique, hormis quelques exceptions, les structures à réluctance variable sont souvent négligées alors qu'elles se déclinent suivant plusieurs topologies et pourraient s'insérer dans le cadre d'applications spécifiques.
Author: Gérard Dreyfus Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3540288473 Category : Science Languages : en Pages : 509
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Neural networks represent a powerful data processing technique that has reached maturity and broad application. When clearly understood and appropriately used, they are a mandatory component in the toolbox of any engineer who wants make the best use of the available data, in order to build models, make predictions, mine data, recognize shapes or signals, etc. Ranging from theoretical foundations to real-life applications, this book is intended to provide engineers and researchers with clear methodologies for taking advantage of neural networks in industrial, financial or banking applications, many instances of which are presented in the book. For the benefit of readers wishing to gain deeper knowledge of the topics, the book features appendices that provide theoretical details for greater insight, and algorithmic details for efficient programming and implementation. The chapters have been written by experts and edited to present a coherent and comprehensive, yet not redundant, practically oriented introduction.
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L'OBJET DE CETTE THESE EST L'ETUDE DES PROBLEMES DE MODELISATION EN VUE DE LA SIMULATION ET DE LA COMMANDE D'ENSEMBLES CONVERTISSEURS STATIQUES MACHINES SYNCHRONES DE FORTE PUISSANCE. CONCERNANT LA SIMULATION NUMERIQUE, L'ACCENT A ETE MIS SUR L'AMELIORATION DES MODELES DE MACHINES SYNCHRONES, EN GENERAL, ET DE MACHINES SYNCHRONES A DOUBLE ETOILE, EN PARTICULIER, EN PRENANT EN CONSIDERATION LA SATURATION MAGNETIQUE. DANS CETTE OPTIQUE, UN MODELE DE TYPE CIRCUIT, BASE SUR LA REPRESENTATION DE PARK, A ETE ELABORE. LA MODELISATION ADOPTEE TIENT COMPTE DE L'EFFET CROISE DE SATURATION A PARTIR DE LA SEULE CONNAISSANCE DE LA CARACTERISTIQUE A VIDE ET DES PARAMETRES USUELS DES MACHINES. UNE ETUDE COMPARATIVE ENTRE CE MODELE ET LE MODELE CLASSIQUE, OU LA SATURATION EST NEGLIGEE A MONTRE L'INADEQUATION DE L'HYPOTHESE DE LINEARITE DE LA CARACTERISTIQUE MAGNETIQUE DANS L'ETUDE DE LA SIMULATION DES ENSEMBLES CONVERTISSEURS STATIQUES MACHINES SYNCHRONES DE FORTE PUISSANCE. CONCERNANT L'ASPECT COMMANDE, LE PROBLEME DE LA MODELISATION DES MACHINES ELECTRIQUES ASSOCIEES AUX CONVERTISSEURS STATIQUES, EN VUE DE LA SYNTHESE DES REGULATEURS DE COURANT, A ETE CONTOURNE PAR L'INTRODUCTION DE TECHNIQUES DE CONTROLE NON-LINEAIRES ET ROBUSTES, A SAVOIR LA COMMANDE A STRUCTURE VARIABLE, EN PARTICULIER LE REGLAGE PAR MODE DE GLISSEMENT. DES RESULTATS OBTENUS PAR SIMULATION NUMERIQUE ONT MONTRE LA PUISSANCE DE CE TYPE DE COMMANDE DANS LE CONTROLE DES COURANTS DE PHASE DANS LES MACHINES SYNCHRONES EN GENERAL, PARTICULIEREMENT LES MACHINES SYNCHRONES POLYPHASEES QUI CONSTITUENT DES SYSTEMES MULTIVARIABLES A ORDRE ELEVE
Author: Philippe Foussier Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 202
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L’intégration des systèmes de commande électriques n'a été l'objet que de travaux marginaux dont aucun n'a envisagé jusqu'à présent une approche systématique du problème. Actuellement, l'intégration de la commande fait appel la plupart du temps à un processeur spécialisé type micro conducteur ou DSP couplé parfois à un ASlC, dédié à la génération des impulsions MLI de commande de l'onduleur. Cette approche de conception est peu réactive face aux changements de spécification et ne permet pas de traiter certains problèmes que nous identifions dans cette thèse (vérification des modèles, exploration de l'espace des solutions, etc...). Pour résoudre ces problèmes, nous proposons d’utiliser une méthodologie de conception mixte matériel/logiciel qui consiste à développer ensemble le la partie matériel (ASIC) et la partie logiciel (processeur) du système intégré à partir d'un modèle de spécification commun. Comme notre approche se limite aux systèmes de commande, nous avons adapté certaines tâches de .conception pour traiter des problèmes spécifiques tell que la preuve formelle des propriétés mathématiques du système. A partir de cette méthode, nous pouvons alors flot de conception utilisant différents langages (VHDL, Grafcet, Script MA TLAB) et outils correspondants. Dans le cas du Grafcet, nous montrons qu'en modifiant ses règles de fonctionnement en se basant sur l'hypothèse de syncl1ronisme fort. il devient possible de modéliser les fonctionnel. En se basant sur un ensemble de règles et de techniques que nous définissons, on peut alors analyser les modèles Grafcet en vue de l'intégration. Pour montrer la validité de la démarche adoptée. Nous avons intégré, sous forme d'ASIC, un algorithme de contrôle vectoriel de moteur asynchrone. Au niveau de chaque étape de conception, les solutions aux différents problèmes sont exposées En particulier, nous proposons d’utiliser l’algorithme CORDIC pour calculer le plupart des fonctions mathématiques (p.e. les rotations). Finalement. I'ASIC a été prototypé avec un FPGA et connecté au banc d’essai (onduleur, moteur et charge). Grace aux mesures de courant, de tension et de couple, le système intégré a pu être validé.
Author: Frédéric Vernet
Author: Frédéric Vernet
Author: Frédéric Vernet
Author: Marc Bekemans
Author: Jean-Paul Louis
Author: Michel Pinard
Author: EL Manaa Barhoumi
Author: Abdelmounaïm Tounzi
Author: Gérard Dreyfus
Author: ABDELAZIZ.. KHELOUI
Author: Philippe Foussier