• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
A. Attou  Commande scalaire MAS
 

A. Attou Commande scalaire MAS

on

  • 8,480 views

Commande Scalaire d'une Machine Asynchrone

Commande Scalaire d'une Machine Asynchrone
by : ATTOU Amine

Statistics

Views

Total Views
8,480
Views on SlideShare
8,476
Embed Views
4

Actions

Likes
3
Downloads
347
Comments
3

1 Embed 4

http://www.slashdocs.com 4

Accessibility

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel

13 of 3 previous next Post a comment

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    A. Attou  Commande scalaire MAS A. Attou Commande scalaire MAS Presentation Transcript

    • 1
    • UNIVERSITE DJILLALI LIABES DE SIDI BEL ABBES
      FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR
      DEPARETEMENT D’ÉLECTROTECHNIQUE
      Mini projet
      Département : ÉLECTROTECHNIQUE
      Option : Commande des Systèmes Electriques
      Intitulé:
      Commande scalaire d’une machine Asynchrone
      Présenté par :
      ATTOU Amine
      A U: 2010/2011
    • Plan de travail
      • Introduction
      3
      • partie 01 : Généralités sur les MAS
      • partie 02 : Modélisation de la MAS
      • partie 03 : la commande scalaire
      • partie 04 : résultat de simulation
      • conclusion
    • 4
    • 5
    • 6
    • Plan de travail
      • Introduction
      • partie I: Généralités sur les machines MAS
      • partie II: Modélisation de la MAS
      • partie III: la commande scalaire
      • partie IV : résultat de simulation
      • conclusion
      7
    • Grace aux développements de la théorie de la commande électrique, le moteur asynchrone trouve sa place dans les applications industrielles, Son principal avantage réside dans l’absence de contacts électrique glissants.
        La machine asynchrone est simple de construction, robuste, Pour cela, elle est de plus en plus utilisée dans les entrainements a vitesse variable , Par contre sa commande est plus complexe pour d'obtenir le découplage des deux grandeurs de commande qui sont le flux magnétique et le couple électromagnétique  
      Parmi les commandes proposées pour la MAS, on a la commande scalaire.La commande scalaire, la plus ancienne et la plus rustique, de nombreux variateurs équipés de ce contrôle sont utilisés, en particulier pour des applications industrielles de pompage ,climatisation ,ventilation.
      8
    • Plan de travail
      • Introduction
      • partie I:Généralités sur les MAS
      • Partie II: Modélisation de la MAS
      • partie III: la commande scalaire
      • partie IV : résultat de simulation
      • conclusion
      9
    • INTRODUCTION:
      • Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et lavitesse du champ tournant ne sont pas égales .
      • Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.
      • La machine asynchrone est dite machine à induction car
      l’énergie transférée du stator au rotorou inversement
      se fait par induction électromagnétique.
       
      Description de la M.A.S Triphasée:
      Le moteur asynchrone comporte deux
      parties essentielles, l’une fixe appelée
      stator portant un bobinage triphasé logé
      dans les encoches et relie à la source
      d’alimentation, et l’autre mobile
      ( rotor) qui peut être soit bobiné soit
      à cage d’écureuil. Ces deux parties
      sont séparées par un entrefer
      10
      I-Généralités sur les machines asynchrones triphasées :
    • INTRODUCTION:
      • Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et lavitesse du champ tournant ne sont pas égales .
      • Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.
      • La machine asynchrone est dite machine à induction car
      l’énergie transférée du stator au rotorou inversement
      se fait par induction électromagnétique.
       
      Description de la M.A.S Triphasée:
      Le moteur asynchrone comporte deux
      parties essentielles, l’une fixe appelée
      stator portant un bobinage triphasé logé
      dans les encoches et relie à la source
      d’alimentation, et l’autre mobile
      ( rotor) qui peut être soit bobiné soit
      à cage d’écureuil. Ces deux parties
      sont séparées par un entrefer
      11
      I-Généralités sur les machines asynchrones triphasées :
    • INTRODUCTION:
      • Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et lavitesse du champ tournant ne sont pas égales .
      • Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.
      • La machine asynchrone est dite machine à induction car
      l’énergie transférée du stator au rotorou inversement
      se fait par induction électromagnétique.
       
      Description de la M.A.S Triphasée:
      Le moteur asynchrone comporte deux
      parties essentielles, l’une fixe appelée
      stator portant un bobinage triphasé logé
      dans les encoches et relie à la source
      d’alimentation, et l’autre mobile
      ( rotor) qui peut être soit bobiné soit
      à cage d’écureuil. Ces deux parties
      sont séparées par un entrefer
      12
      I-Généralités sur les machines asynchrones triphasées :
    • INTRODUCTION:
      • Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et lavitesse du champ tournant ne sont pas égales .
      • Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.
      • La machine asynchrone est dite machine à induction car
      l’énergie transférée du stator au rotorou inversement
      se fait par induction électromagnétique.
       
      Description de la M.A.S Triphasée:
      Le moteur asynchrone comporte deux
      parties essentielles, l’une fixe appelée
      stator portant un bobinage triphasé logé
      dans les encoches et relie à la source
      d’alimentation, et l’autre mobile
      ( rotor) qui peut être soit bobiné soit
      à cage d’écureuil. Ces deux parties
      sont séparées par un entrefer
      13
      I-Généralités sur les machines asynchrones triphasées :
    • 14
      Modèle généralisé triphasé de la MAS
      Représentation schématique de la machine asynchrone
    • Hypothèses simplificatrices:  
      La modélisation s’appuie sur un certain nombre d’hypothèses  :
      Une parfaite symétrie de la machine.
      L’absence de saturation et de pertes dans un circuit magnétique.
      La répartition spatiale sinusoïdale des différents champs magnétiques le long de l’entrefer.
      Les résistances des enroulements ne varient pas avec la température.
      15
    • Plan de travail
      • Introduction
      • partie I: Généralités sur les machines MAS
      • Partie II: Modélisation de la MAS
      • partie III: la commande scalaire
      • partie IV : résultat de simulation
      • conclusion
      16
    •  Transformation de Park:
      La transformation de Park est une transformation du repère triphasé fixe par rapport austator dans un repère biphasé. Cette transformation permet de réduire la complexité dusystème.
      La transformation de Park est obtenue à partir d’une matrice unique (2x3) donnée par
      17
      Oùk est une constante qui peut prendre la valeur 2/ 3 pour
      la transformation nonconservation de puissance, ou la valeur
      pour la transformation avec conservation depuissance.
    • 18
      Machine asynchrone vue dans
      le repère dq.
      Représentation symbolique de la machine asynchrone
    • Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent
      19
    • Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent
      20
    • Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent
      21
    • Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent
      22
    • Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent
      23
    • Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent
      24
    • 25
      Schéma électrique équivalent:
      Les équations peuvent être représentées par le schéma
      électrique équivalent suivant :
    • pour compléter le modèle de la MAS on ajoute l’équation mécanique
      26
      L’équation électromagnétique
    • Plan de travail
      • Introduction
      • partieI: Généralités sur les machines MAS
      • partieII: Modélisation de la MAS
      • partie III: la commande scalaire
      • partie IV : résultat de simulation
      • conclusion
      27
    • III-la commande scalaire
      La commande scalaire est basée sur le modèle en régime permanent sinusoïdal. Elle permet d’atteindre des performances remarquables en pratique. Il existe plusieurs commandes scalaires selon qu’on agit sur le courant ou la tension.
      Elles dépendent surtout de la topologie de l’actionneur utilisé (onduleur de tension ou de courant).
      28
    • Cycloconvertisseur
      Ce convertisseur est composé d'un redresseur triphasé à diode (éventuellement à thyristors contrôlés), d'un filtre et d'un onduleur comportant trois bras indépendants. Chaque bras est composé de deux interrupteurs pilotés de façon complémentaires.
      29
      alimentation de la machine
    • 30
      Commande de l'onduleur
      La stratégie de commande par modulation de largeur d'impulsion (MLI) permet de convertir une tension de référence appelée modulante enune tension sous forme de créneaux; le principe de la MLI consiste à comparer le signal de référence (modulante), à un signal porteuse (triangulaire )de fréquence supérieure.
      Principe de la commande MLI- ST
    • 31
      Commande de l'onduleur
      La stratégie de commande par modulation de largeur d'impulsion permet de convertir une tension de référence appelée modulante enune tension sous forme de créneaux; le principe de la MLI consiste à comparer le signal de référence (modulante), à un signal porteuse (triangulaire )de fréquence supérieure.
      Commande par MLI
      • L'indice de modulation :
      • Le coefficient de réglage:
      Principe de la commande MLI- ST
    • 32
      Machine asynchrone alimentée en tension :
      • Commande scalaire avec contrôle du rapport V/f
      Le principe de la commande scalaire avec contrôle de V/f est de faire varier la vitesse de la machine asynchrone tout en maintenant constant le rapport tension sur fréquence statorique. Cela signifie que la variation de la vitesse de la machine asynchrone se fait en maintenant le flux statoriqueet le couple maximum en régime permanent constant.
      • contrôle de couple
      En régime permanent le couple est donné par les relations suivantes :
      • En fonction du flux statorique :
      • En fonction du flux rotorique :
      les grandeurs de réglages du couple sont :
      • La pulsation rotoriqueωr.
      • Le flux totalisé Φs ou Φr.
    • 33
      Le couple maximum est donné par l’équation suivant :
      Cette relation illustre bien le principe de la commande scalaire en tension.
      On voit bien que le couple maximal est directement proportionnel au carré du rapport de la tension sur lafréquence statorique. [5]
    • 34
      0
      Caractéristique couple-vitesse
      • D’une vitesse nulle à la vitesse nominale, on maintiendra le flux constant à sa valeur maximale pour minimiser les pertes.
      • V/f Constante, Pour cette plage, on disposera du couple nominal de la machine.
    • 35
      0
      Caractéristique couple-vitesse
      • D’une vitesse nulle à la vitesse nominale, on maintiendra le flux constant à sa valeur maximale pour minimiser les pertes.
      • V/f Constante, Pour cette plage, on disposera du couple nominal de la machine.
    • 36
      0
      Caractéristique couple-vitesse
      • D’une vitesse nulle à la vitesse nominale, on maintiendra le flux constant à sa valeur maximale pour minimiser les pertes.
      • V/f Constante, Pour cette plage, on disposera du couple nominal de la machine.
    • 37
      Vs constant
      0
      Caractéristique couple-vitesse
      • D’une vitesse nulle à la vitesse nominale, on maintiendra le flux constant à sa valeur maximale pour minimiser les pertes.
      • V/f Constante, Pour cette plage, on disposera du couple nominal de la machine.
      • Pour des vitesses supérieures à la vitesse nominale, la tension est constante, il est caractérisé par un flux décroissant ce qui provoque une diminution du couple . On est en régime de survitesse .
    • 38
      Vs constant
      0
      Caractéristique couple-vitesse
      • D’une vitesse nulle à la vitesse nominale, on maintiendra le flux constant à sa valeur maximale pour minimiser les pertes.
      • V/f Constante, Pour cette plage, on disposera du couple nominal de la machine.
      • Pour des vitesses supérieures à la vitesse nominale, la tension est constante, il est caractérisé par un flux décroissant ce qui provoque une diminution du couple . On est en régime de survitesse .
    • 39
      Vs constant
      0
      Caractéristique couple-vitesse
      • D’une vitesse nulle à la vitesse nominale, on maintiendra le flux constant à sa valeur maximale pour minimiser les pertes.
      • V/f Constante, Pour cette plage, on disposera du couple nominal de la machine.
      • Pour des vitesses supérieures à la vitesse nominale, la tension est constante, il est caractérisé par un flux décroissant ce qui provoque une diminution du couple . On est en régime de survitesse .
    • 40
      Schéma de principe du contrôle de couple en régime permanent
    • Contrôle de flux
      Contrôle direct du flux
      Le control direct de flux qui consiste a régulier l’un des flux. Cela nécessite la mesure ou l’estimation du flux dans la Machine.il n’est que très rarement mesuré en raison du cout des capteurs et de la qualité des signaux obtenue.
      41
    • Contrôle de flux
      Contrôle direct du flux
      Le control direct de flux qui consiste a régulier l’un des flux. Cela nécessite la
      mesure ou l’estimation du flux dans la Machine.il n’est que tres rarement mesuré
      en raison du cout des capteurs et de la qualité des signaux obtenue.
      Contrôle indirect du flux
      Les flux seront contrôlés indirectement a partir des courants statoriques ou des tensions statoriques définies en régime permanent sinusoïdale. Les stratégies de commande couramment utilisées seront :
      42
    • Contrôle de flux
      Contrôle direct du flux
      Le control direct de flux qui consiste a régulier l’un des flux. Cela nécessite la
      mesure ou l’estimation du flux dans la Machine.il n’est que tres rarement mesuré
      en raison du cout des capteurs et de la qualité des signaux obtenue.
      Contrôle indirect du flux
      Les flux seront contrôlés indirectement a partir des courants statoriques ou des tensions statoriques définies en régime permanent sinusoïdale. Les stratégies de commande couramment utilisées seront :
      Les stratégies de
      commande
      43
    • Contrôle de flux
      Contrôle direct du flux
      Le control direct de flux qui consiste a régulier l’un des flux. Cela nécessite la
      mesure ou l’estimation du flux dans la Machine.il n’est que tres rarement mesuré
      en raison du cout des capteurs et de la qualité des signaux obtenue.
      Contrôle indirect du flux
      Les flux seront contrôlés indirectement a partir des courants statoriques ou des tensions statoriques définies en régime permanent sinusoïdale. Les stratégies de commande couramment utilisées seront :
      Les stratégies de
      commande
      • vitesse nulle à une vitesse nominale: on maintiendra le flux constant à sa valeur maximale pour minimiser les pertes, et on disposera du couple nominal de la machine
      44
    • Contrôle de flux
      Contrôle direct du flux
      Le control direct de flux qui consiste a régulier l’un des flux. Cela nécessite la
      mesure ou l’estimation du flux dans la Machine.il n’est que tres rarement mesuré
      en raison du cout des capteurs et de la qualité des signaux obtenue.
      Contrôle indirect du flux
      Les flux seront contrôlés indirectement a partir des courants statoriques ou des tensions statoriques définies en régime permanent sinusoïdale. Les stratégies de commande couramment utilisées seront :
      Les stratégies de
      commande
      • vitesse nulle à une vitesse nominale: on maintiendra le flux constant à sa valeur maximale pour minimiser les pertes, et on disposera du couple nominal de la machine
      • les vitesses supérieures à la vitesse nominale: on diminuera le flux dans la Machine, et on disposera de la puissance nominale de la machine.
      45
    • 46
      Fonctionnement à flux constant
      Si la pulsation rotorique
      très faible, alors la tension statorique
      devient:
      Si l'on néglige
      ainsi nous obtenons:
      Cette relation caractérise la loi
      Qui est égale a une constante.
    • 47
      A-Contrôle direct de flux
      1-Alimentation en courant
      a/Commutateur de courant
      Commande scalaire avec autopilotage et régulation du flux
    • 48
      b/Onduleur de tension régulé en courant
      Commande scalaire avec autopilotage et régulation du flux
    • 49
      2-Alimentation en tension
      Commande scalaire avec autopilotage et régulation du flux
    • 50
      B-Contrôle indirect
      1-Contrôle du flux à partir des courants statoriques
      1-a : avec commutateur de courant
      Principe de commande du commutateur de courant
    • 51
      1-b : avec onduleur de tension contrôlé en courant
      Principe de commande de l’onduleur de tension contrôlé en courant
    • 52
      2-Contrôle du flux à partir des tensions statoriques
      La tension statorique s’exprime en fonction du flux statorique par la relation suivante:
      contrôle du flux à partir des tensions statoriques
    • Plan de travail
      • Introduction
      • partie I: Généralités sur les machines MAS
      • partie II: Modélisation de la MAS
      • partie III: la commande scalaire
      • partie IV : résultat de simulation
      • conclusion
      53
    • 54
      Simulation de la machine AS avec la commande scalaire
      Block simulink: alimentation en tension
    • 55
      • Simulation des performances de la commande scalaire d'une machine asynchrone
      1-vide.
      • La vitesse de rotation atteint la vitesse nominale (157rad/sec) après le régime transitoire qui dure environs 0.24s.
      courbe de vitesse
    • 56
      courbe de couple
      courbe de courant
    • 57
      • Simulation des performances de la commande scalaire d'une machine asynchrone
      2- en charge
      courbe de vitesse en charge
    • 58
      courbe couple en charge
    • 59
      courbe couple en charge
      ZOOM
      0.7 0.8 0.9
      courbe de courant en charge
    • Plan de travail
      • Introduction
      • partie I: Généralités sur les machines MAS
      • Partie II: Modélisation de la MAS
      • partie III: la commande scalaire
      • partie IV : résultat de simulation
      • conclusion
      60
    • Dans le cas d’un contrôle scalaire, le modèle de la machine est non linéaire
      Cette commande est suffisante pour l’obtention de commandes moyennement performantes.
      Les principes de contrôle du couple électromagnétique de la machine asynchrone,ont tous été élaborées à partir du modèle statique, par conséquencele couple n’est plus contrôlé lors des régimes transitoires.
      Dans le cas où l’on désire améliorer le contrôle du couple on régule directement le flux dans les deux cas d’alimentation de l’onduleur.
      Dans certain cas le contrôle est réalisé sans capteur mécanique à l’aide d’observateurs de flux et de vitesse.
      Pour des performances moyennes et pour les fonctionnements en survitesse, on fait appel de préférence au contrôle scalaire.
      61
      conclusion
    • 62
      Bibliographie
      • Thèse Doctorat
       
      [1] TFOUTI RIAD THESE DE DOCTORAT « contribution a la commande directe du couple de la machine asynchrone » SPÉCALTÉ MACHINES ELECTRIQUES,UNIVERSITE MNTOURI CONSTANTINE, 2008. 
      [2] Souad CHAOUCH THESE DE DOCTORAT « COMMANDE VECTORIELLE ROBUSTED'UNE MACHINE A INDUCTION SANS CAPTEUR DE VITESSE »
      LSP-IE de L'université de Batna, 2005. 
      • Magister
       
      [3] BentaalahAbderrahim « Linéarisation entrée sortie et réglage flou d’une machine asynchrone avec pilotage vectoriel et observateur à mode glissant » magister, UDL, Sidi Bel-Abbes, 2005.
       
      [4] Djalal Abdessemed « Etude expérimentale de l’influence des stratégies MLI sur la commande de la machine a induction , magister université de Batna, Algérie, 2009.
      • master
      [5] ZINAI Bekhaled, Commande Scalaire, master département électrotechnique, UNIVERSITE DJILLALI LIABES DE SIDI-BELABBES, Algerie 2009/2010
      • ouvrages
      [6] Gyeseguier , Francis Notelet , Electrotechnique industrielle , Edition Lavoisier , 1994.
      [7] Grellet, G. Clerc, « Actionneurs Electriques : Principes – Modèles – commandes », Edition Eyrolles, 2000.
      [8] J. P. Caron et J. P. Hautier. ‘‘Modélisation et commande de la machine asynchrone ’’ Editions Technip, Paris, 1995.
    • 63
       
      • Cours
      [9] A. Meroufel, "Contrôle de la machine asynchrone", Intelligent Control & Electrical Power Systems Laboratory (ICEPS), 2008/2009.
       
      [10] L.BAGHLI, Modélisation et commande de la machine asynchrone ,2005 .
       
      [11] Patrick BRUNET , LTEG Henri BRISSON , 25 Avenue Henri BRISSON , 18108 VIERZON INTRODUCTION A LA COMMANDE VECTORIELLE DES MACHINES ASYNCHRONE.
       
      [12] Pr M. Rahli , Contrôle de la Vitesse de la Machine Asynchrone par Différents Régulateurs utilisant la Commande Scalaire. Laboratoire LDEE, Faculté Génie Electrique, Oran-algerie, mai 2009.
        
      • Encyclopédie
      [13] Jean –paul LOUIS et Claude BERGMANN « Machine asynchrone commande par contrôle scalaire » Article D3 622 technique de l’ingénieur 2006
      Rapport de projet
       [14] DUFOUR Julien,PERON Sylvain Commande non linéaire de la machine asynchrone sans capteur mécanique , Suivi projet : Philippe Dorléans et
      Jean-François Massieu, 2007/2008.
      COURS Site internet 
      [15] Mohamed Boussak ,cours PDF:ALIMENTATION ET COMMANDE SCALAIRE DES MACHINES ASYNCHRONES,GROUPE ECOLE SUPERIEURE D’INGENIEURS DE MARSEILLE, Marseille -France , 1997.
      site: http://www.scribd.com/doc/27060779/CCI-Marseille-%C2%B7-Provence