Association du convertisseur matriciel au moteur asynchrone

Topologie à transistor connecté à un pont à diode

La première topologie proposée est la plus simple possible .Elle est constituée d’un transistor connecté au centre d’un pont à diode.Ces diodes sont inclus afin de fournir la capacité de blocage en tension inverse manquant au transistor. L’avantage principal de cette topologie est de ne posséder qu’un seul et unique composant .Cette particularité permette de réduire d’une part le cout de l’association mais aussi la complexité de la commande ainsi que le nombre d’alimentation isolée nécessaire à l’alimentation des circuits drivers, qui fournissent les signaux de commande de grille. L’inconvénient de cet interrupteur est que trois composants (deux diodes et un transistor) sont mis en conduction lors de son activation produisant une chute de tension important à ses bornes. Cette chute de tension engendre donc des pertes par conduction importante limitant le rendement du convertisseur

Déscription du moteur asynchrone

Le moteur asynchrone triphasé est le plus utilisé pour assurer la variation de vitesse et du couple dans la mécanismes industriel .Il est constitué du stator et du rotor avec trois enroulement (bobines) parcourus par un courants alternatifs triphasés qui présentent le stator et un autre ensemble de trois enroulements qui sont court-circuités et qui forme le rotor.Dans un moteur asynchrone à cage d’écureuil, les spires au rotor sont constituées par des barres de fer entourant le rotor et formant une cage cylindrique appelée cage d’écureuil.Les courants alternatifs dans le stator créent un champ magnétique tournant à la pulsation de synchronisme et le rotor tourne à une vitesse plus petite que la vitesse de synchronisme. On dit que le rotor glisse par rapport au champ tournant et ce glissement dépend de la charge.

Avantage et inconvénient du moteur asynchroune

– Avantages du moteur asynchrone Le moteur asynchrone à cage est le moteur le plus répandu dans l’industrie. Il est robuste, fiable, économique et il est également apprécié pour sa très bonne standardisation.
-Inconvénient du moteur asynchrone Dans le moteur asynchrone, le courant statorique sert à la fois à générer le flux et le couple. Le découplage naturel du moteur à courant continu n’existe plus. D’autre part, on ne peut connaître les variables internes du rotor à cage ( r I par exemple) qu’à travers le stator. L’inaccessibilité du rotor nous amènera à modifier l’équation vectorielle rotorique pour exprimer les grandeurs rotoriques à travers leurs actions sur le stator. La simplicité structurelle cache donc une grande complexité fonctionnelle due aux caractéristiques qui viennent d’être évoquées mais également aux non linéarités, à la difficulté d’identification et aux variations des paramètres ( Rr en particulier, jusqu’à 50%).

Régulateur de courant

Partant des paramètres issus de l’identification du moteur, nous avons voulu mettre au point une méthode systématique de calcul des coefficients des régulateurs de la chaîne de commande pour ce type de contrôle. Ce travail a une double vocation :
-Il permet de prédéterminer les paramètres de réglage des différents régulateurs, évitant ainsi une phase trop longue de mise au point.
-Il propose une méthode systématique de calcul des régulateurs. Le système étant un système discret, les coefficients du régulateur équivalent dans un système continu ne correspondent pas directement à celui qu’il faut implanter dans les programmes de régulation, que ce soit pour la simulation ou pour l’expérimentation. Une des approches pour le dimensionnement des régulateurs des systèmes échantillonnés consiste à concevoir le régulateur en considèrent le système comme continu,mais en y introduisant les retards inhérents à la régulation numérique, puis à calculer le régulateur équivalent discret. Pour chacune des boucles de courant, nous avons adopté classiquement un régulateur proportionnel-intégral (PI). Il comporte une action proportionnelle qui sert à régler la rapidité avec laquelle la régulation doit avoir lieu et action intégrale qui sert à éliminer l’erreur statique entre la grandeur régulée et la grandeur de consigne.

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Table des matières

DEDICACE
REMERCIMENT
RESUME
ABSTRACT
SOMMAIRE
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES FIGURES
LISTE DES SIGLES
LISTE DES ABREVIATIONS
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : Convertisseur matriciel
I.1 Introduction
I.2 Etat de l’art
I.3 Convertisseur matriciel
I.3.1Convertisseur matriciel direct
I.3.2Convertisseur matriciel indirect
I.4 Structure du convertisseur matriciel
I.5 Circuit du convertisseur matriciel
I.5.1 Convertisseur matriciel monophasé
I.5.2 Convertisseur matriciel triphasé
I.5.2.1 Calcul des rapports cycliques des interrupteurs
I.6 L’interrupteur bidirectionnel
I.6.1 Interrupteur s à semi-conducteur utilisés dans le convertisseur matriciel
I.6.1.1 Topologies à transistor connecté à un pont à diode
I.6.1.2 Topologie à transistor
I.6.1.3 Topologies à RB-IGBT
I.6.1.4 Les avantages et les inconvénients de chacun de ces interrupteurs quatre segments
I.7 Filtre d’entrée
I.8 Protection du convertisseur matriciel
I.9 Les avantages et les inconvénients du convertisseur matriciel
I.10 Résumé
Chapitre II : Commande du convertisseur matriciel
II.1 Introduction
II.2 Méthode de Venturini et Alesina
II.2.1 Description de la méthode
II.2.2 Détermination des temps de fermeture des interrupteurs
II.3 Méthode Scalaire de Roy & April
II.3.1 Description de la méthode
II.3.2 Calcul des temps de fermetures des interrupteurs
II.3.3 Calcul des rapports cycliques
II.4 Méthode de modulation du vecteur d’espace (SVM)
II.4.1 Description de la méthode
II.4.2 Représentation des états du convertisseur dans le plan vectoriel
II.4.3 Représentation des vecteurs stationnaire
II.4.4 Calcule du rapport cyclique des vecteurs utilisé
II.4.5 Détermination des rapports cycliques ݉௜௝ des interrupteurs
II.5 Conclusion
Chapitre III : Association du convertisseur matriciel au moteur asynchrone
III.1 Introduction
III.2 Description du moteur asynchrone
III.2.1 Avantage et inconvénient du moteur asynchroune
III.3 Modèle du moteur asynchrone
III.3.1 Hypothèses simplificatrices
III.3.2 Elaboration des différentes équations
III.4 La transformation de Park
III.4.1 Equations électriques dans le repère de Park
III.4.2 Choix du type de référentiel
III.5 La commande vectorielle d’un moteur asynchrone
III.5.1 Le principe de la commande vectoriel
III.5.2 Méthode indirecte de la commande vectorielle
III.6 Régulation, méthodes classiques
III.6.1 Introduction
III.6.2 Découplage
III.6.3 Le régulateur de vitesse
III.6.4 Le régulateur de courant
III.8 Résultats et interprétation
III.8.1 Introduction
Essai n°1 : La stratégie de VENTURINI
Essai N°2 : Association CM-MAS avec filtre capacitif
Essai N° 3 : Association CM-MAS avec filtre LC
III.9 Conclusion