Contribution à l'étude de la commande numérique directe de moteurs synchrones à aimant PDF Download
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Author: Claude Bergmann Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 191
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Etude d'une machine synchrone magnétoélectrique diphasée. Etude d'un onduleur a thyristors a commutation forcée commande par microprocesseur. Etude d'un onduleur a transistor. Régulation de courant numérique. Modélisation de la commande de couple. Etude de la régulation de vitesse
Author: Claude Bergmann Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 191
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Etude d'une machine synchrone magnétoélectrique diphasée. Etude d'un onduleur a thyristors a commutation forcée commande par microprocesseur. Etude d'un onduleur a transistor. Régulation de courant numérique. Modélisation de la commande de couple. Etude de la régulation de vitesse
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CETTE THESE CONCERNE LA COMMANDE NUMERIQUE DU COUPLE ET DE LA VITESSE D'UNE MACHINE SYNCHRONE TRIPHASEE A AIMANTS PERMANENTS AUTOPILOTEE. PREMIEREMENT, LES DIVERS ELEMENTS QUI INTERVIENNENT DANS LA COMMANDE SONT PRESENTES AINSI QUE LES CONVERTISSEURS, LES MACHINES SYNCHRONES A AIMANTS PERMANENTS ET LES DIFFERENTES INTERFACES MIS AU POINT POUR LA COMMANDE L'ENSEMBLE CONVERTISSEUR-MACHINE RETENU. ENSUITE, L'ETUDE DE LA MODELISATION DE LA MACHINE POUR LA COMMANDE DU COUPLE EST EFFECTUEE. DANS CETTE ETUDE DEUX TYPES DE COMMANDE DE COURANT SONT DEVELOPPES, A SAVOIR, LA COMMANDE PAR HYSTERESIS ET LA COMMANDE PAR MODULATION DE LARGEUR D'IMPULSION. DANS CE DERNIER CAS, DIFFERENTS TYPES DE CORRECTEURS NUMERIQUES SONT ETUDIES AFIN D'AMELIORER LE COMPORTEMENT STATIQUE ET DYNAMIQUE DU SYSTEME. ENFIN, LA MODELISATION DE LA REGULATION NUMERIQUE DE VITESSE EST PRESENTEE. DANS CE CAS, PLUSIEURS TYPES DE CORRECTEURS DONT UN ADAPTATIF SONT ETUDIES. UNE ETUDE COMPARATIVE DES CORRECTEURS UTILISES EST EFFECTUEE. CETTE ETUDE EST BASEE SUR DES CRITERES, TELS QUE, LE TEMPS DE REPONSE, LE DEPASSEMENT MAXIMUM, ETC. AFIN DE DETERMINER LE PLUS ADEQUAT AU SYSTEME ETUDIE
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LES MOTEURS SYNCHRONES A AIMANTS PERMANENTS A CONCENTRATION DE FLUX PERMETTENT D'OBTENIR UN COUPLE MASSIQUE IMPORTANT MAIS LA REPARTITION SPATIALE DES CHAMPS N'EST PAS SINUSOIDALE. UNE ALIMENTATION PAR DES COURANTS DE PHASES SINUSOIDAUX ENTRAINE DES PULSATIONS DE COUPLE. DANS CE TRAVAIL, LES EFFETS DE CETTE REPARTITION NON-SINUSOIDALE DES CHAMPS SUR LA COMMANDE EN COURANT, EN COUPLE ET SANS CAPTEUR DE POSITION SONT ETUDIES. LES ELEMENTS CONSTITUANTS UN ACTIONNEUR SONT PRESENTES ET UN SYSTEME EXPERIMENTAL DE MESURE DU COUPLE A ETE REALISE. LES PARAMETRES DU MODELE DE LA MACHINE (INDUCTANCES ET FORCES ELECTROMOTRICES) ONT ETE CALCULES A PARTIR D'UNE MODELISATION ELECTROMAGNETIQUE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS QUI TIENT COMPTE DES CARACTERISTIQUES MAGNETIQUES REELLES DE LA MACHINE. POUR REDUIRE LES PERTURBATIONS ENGENDREES PAR LES VARIATIONS DE CES PARAMETRES EN FONCTION DE LA POSITION ROTORIQUE DUES A LA STRUCTURE, UN CORRECTEUR PI AVEC COMPENSATION PAR MODELE DE REFERENCE A ETE PROPOSE. LA METHODE DES ELEMENTS FINIS PERMET EGALEMENT DE PREDETERMINER LES FORMES D'ONDE DES COURANTS PERMETTANT D'OBTENIR UN COUPLE CONSTANT TOUT EN MINIMISANT LE MODULE DU COURANT MAIS CETTE METHODE DEMANDE UNE GRANDE PRECISION DE LA MODELISATION. UNE AUTRE TECHNIQUE CONSISTE A ESTIMER LE COUPLE INSTANTANE EN TEMPS REEL. LA REPONSE DYNAMIQUE D'UN TEL ESTIMATEUR A ETE ETUDIEE. LES EFFETS DE CES VARIATIONS DE PARAMETRES ONT ETE MIS EN EVIDENCE SUR L'ESTIMATION DE LA POSITION ROTORIQUE DANS UNE COMMANDE SANS CAPTEUR DE POSITION. L'UTILISATION D'UN FILTRE DE KALMAN AMELIORE LES PERFORMANCES
Author: Claude Marchand Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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L'UTILISATION DES MACHINES SYNCHRONES A AIMANTS PERMANENTS EN TANT QU'ACTIONNEUR EST DE PLUS EN PLUS FREQUENTE. LES COMMANDES NUMERIQUES EN COUPLE IMPOSENT GENERALEMENT DES COURANTS D'ALIMENTATION SINUSOIDAUX EN PHASE AVEC LES FORCES ELECTROMOTRICES A VIDE ET NE PRENNENT PAS EN COMPTE LES CARACTERISTIQUES REELLES DES MACHINES: LE COUPLE OBTENU N'EST PAS MAXIMAL ET COMPORTE DES PULSATIONS. DANS CE TRAVAIL NOUS PRESENTONS, A PARTIR D'UNE MODELISATION ELECTROMAGNETIQUE DE LA MACHINE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, UNE PREDETERMINATION DES FORMES D'ONDES DU COURANT MINIMAL A IMPOSER POUR OBTENIR UN COUPLE A UNE VALEUR MOYENNE DONNEE ET PARFAITEMENT CONSTANT: LE COUPLE OPTIMAL
Author: Jean-Paul Louis Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118601734 Category : Science Languages : en Pages : 340
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Synchronous motors are indubitably the most effective device to drive industrial production systems and robots with precision and rapidity. Their control law is thus critical for combining at the same time high productivity to reduced energy consummation. As far as possible, the control algorithms must exploit the properties of these actuators. Therefore, this work draws on well adapted models resulting from the Park’s transformation, for both the most traditional machines with sinusoidal field distribution and for machines with non-sinusoidal field distribution which are more and more used in industry. Both, conventional control strategies like vector control (either in the synchronous reference frame or in the rotor frame) and advanced control theories like direct control and predictive control are thoroughly presented. In this context, a significant place is reserved to sensorless control which is an important and critical issue in tomorrow’s motors.
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CE TRAVAIL QUI FAIT SUITE A LA REALISATION AU LEG D'UN PROTOTYPE DE MACHINE SYNCHRONE DISCOIDE A AIMANTS TERRES RARES, EST CONSACRE A L'ETUDE DETAILLEE DE CE TYPE DE MACHINE. UNE SYNTHESE CONCERNANT LES DIFFERENTES CONFIGURATIONS POSSIBLES DE MACHINES A AIMANTS JUSTIFIE LES CHOIX STRUCTURELS EFFECTUES. UNE ANALYSE DU FONCTIONNEMENT DU PROTOTYPE DEMONTRE LA VALIDITE DE CES CHOIX ET MET EN EVIDENCE LA NECESSITE DE DIMINUER LES PERTES A VIDE. POUR CE FAIRE UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE PERTES FER EN ONDE D'INDUCTION TRAPEZOIDALE ET UN CALCUL PAR ELEMENTS FINIS DES PERTES PAR COURANTS INDUITS DANS LES CONDUCTEURS STATORIQUES ONT ETE DEVELOPPES
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L'OBJECTIF DES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE EST L'ETUDE DE LA COMMANDE VECTORIELLE PAR MODE DE GLISSEMENT D'UNE MACHINE SYNCHRONE A AIMANTS PERMANENTS EN INTEGRANT LE CONVERTISSEUR STATIQUE, LE TYPE DE CAPTEUR DE VITESSE ET LES DIFFERENTES CONTRAINTES PHYSIQUES: ECHANTILLONNAGE, LIMITATIONS EN COURANT ET TENSION. LA PREMIERE PARTIE EST CONSACREE A LA PRESENTATION GENERALE DE CE TYPE DE COMMANDE ET LA MISE EN EVIDENCE DE CES PRINCIPAUX AVANTAGES ET INCONVENIENTS. LA METHODE DE CHOIX DES SURFACES DE GLISSEMENT ET DU CALCUL DES GRANDEURS DE COMMANDE EST DEVELOPPEE. DES SOLUTIONS POUR REDUIRE LE PHENOMENE DE CHATTERING SONT DISCUTEES. LA DEUXIEME PARTIE CONCERNE LA MISE AU POINT PAR SIMULATION NUMERIQUE DE LA COMMANDE PAR MODE DE GLISSEMENT. UNE METHODOLOGIE DE CONCEPTION, DE LA REGULATION DE VITESSE D'UN MOTEUR A COURANT CONTINU PAR MODE DE GLISSEMENT EST ETABLIE, PUIS ETENDUE A UNE MACHINE SYNCHRONE A AIMANTS PERMANENTS. DEUX APPROCHES DISTINCTES SONT ETUDIEES. LA PREMIERE, DITE CONTINUE, IDEALISE LE SYSTEME MAIS FACILITE LA CONCEPTION DE LA COMMANDE. DANS CE CAS, EN PLUS DES LIMITATIONS EN TENSION, DEUX STRATEGIES DE LIMITATION DES COURANTS SONT ETUDIEES. LA DEUXIEME APPROCHE, DITE DISCRETE, PREND EN COMPTE LE CONVERTISSEUR STATIQUE ET L'ECHANTILLONNAGE. LES SIMULATIONS EFFECTUEES DANS LA TROISIEME PARTIE PRENNENT EN COMPTE LE TYPE DE CAPTEUR DE VITESSE ET LES PERIODES D'ECHANTILLONNAGE ELECTRIQUE ET MECANIQUE. DEUX METHODES D'ESTIMATION DE LA VITESSE A PARTIR DE LA POSITION SONT TRAITEES: LA FENETRE BLOQUEE ET LA FENETRE GLISSANTE. L'IMPLANTATION PRATIQUE DE CETTE COMMANDE A PERMIS DE VALIDER LES RESULTATS OBTENUS. ENFIN NOUS EBAUCHONS UNE ETUDE DE LA ROBUSTESSE DE LA COMMANDE PAR MODE DE GLISSEMENT
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L'objet de cette thèse est l'étude du contrôle numérique d'un moteur synchrone autopiloté tournant à très faible vitesse (n'excédant pas 1tr/s). Ce travail s'inscrit dans le cadre de la conception d'un système d'usinage de très haute précision. Le moteur choisi est un moteur synchrone à aimants permanents ; il est alimenté en courant et la faible puissance (moins de 200 watts) exigée par l'application finale a permis l'utilisation d'une alimentation linéaire. Cette étude s'articule autour de deux points essentiels : asservissement de vitesse , asservissement de position. Nous avons utilisé dans la boucle de vitesse un correcteur du type proportionnel-intégral. Cette correction est satisfaisante dans le cas où les systèmes à corriger sont bien définis et fonctionnent dans des conditions bien connues or dans les milieux industriels les processus sont assujettis, d'une part à une apparition de perturbation et d'autre part ils font souvent l'objet d'une modélisation approximative ; par conséquent la régulation classique s'avère insuffisante. Cette constatation est étayée par l'apparition d'ondulations régulières en régime établi, de la réponse de la boucle de vitesse. Pour résoudre ce problème, deux solutions sont proposées : la première s'appuie sur le principe de la commande par modèle interne ; ce type de commande permet de corriger les perturbations non mesurées d'où sa robustesse. La deuxième solution consiste à ajouter à la boucle principale de vitesse, une boucle d'anticipation. Le deuxième volet de ce travail, consiste en l'étude et la mise en œuvre expérimentale d'un asservissement de position basé sur l'imbrication d'une boucle interne de vitesse et une boucle externe de position. Enfin, dans le souci d'améliorer le contrôle du mouvement du moteur et rester proche de la réalité du contexte industriel, nous avons implanté un générateur de trajectoire basé sur la connaissance du diagramme de vitesse. Les programmes de contrôle ont été implantés sur un système de développement conçu autour d'un microprocesseur 32 bits 68020, travaillant sous un système d'exploitation temps réel PDOS et ayant une structure interne du type bus VME.
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Nous présentons dans ce mémoire, l'étude complète d'une nouvelle structure de machines synchrones autopilotées, à aimants permanents, où les enroulements sont logés dans l'entrefer. L'intérêt de cette machine réside dans la diminution de l'inductance de fuites donc de la force électromotrice induite dans les bobines pendant la commutation des phases, ce qui facilite la commutation. Un avantage supplémentaire est l'automatisation possible de la production. La géométrie particulière de cette structure autorise une détermination analytique complète de toutes les grandeurs caractéristiques. Ceci autorise une optimisation relativement rapide du couple en fonction de différents paramètres : épaisseur des aimants, épaisseur des enroulements, angle d'ouverture des aimants. À partir du modèle des aimants et des enroulements, nous calculons les potentiels vecteurs crées par l'ensemble des sources, sous forme de leurs développements en série. Nous déduisons de cette étude les grandeurs caractéristiques de la machine (couple, fem, pertes, inductances). L’optimisation du couple est effectuée, en fonction des paramètres cités ci-dessus. A partir des résultats de cette étude, un prototype a été construit. Nous présentons dans le dernier chapitre, les essais réalises sur ce prototype
Author: Claude Bergmann
Author: Claude Bergmann
Author: ALBERTO.. TIJERINA ARAIZA
Author: FRANCESCO.. COLAMARTINO
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