Commande DTC-prédictive d’un moteur asynchrone triphasé

Abstract

Le travail réalisé, dans le cadre de ce mémoire, a permis de développer et implémenter une structure de commande DTC avec un régulateur de vitesse, peu sensible aux variations des paramètres de la machine et ne nécessitant pas de capteurs mécaniques qui sont fragiles et/ou couteux. Et le développement de la commande prédictive non linéaire appliquées à la machine asynchrone. L’objectif de ce travail est d’appliquer des techniques de commande à la machine asynchrone, pour concrétiser cette idée nous avons suivi un certain déroulement. Dans un premier temps, nous nous sommes atellé à une étude théorique de l’ensemble convertisseur-machine, tout en commençant par une présentation concise de la machine asynchrone, en citant son principe de fonctionnement et sa construction. Ensuite nous l’avons modélisée et mise en équations dans un repère triphasée par la suite on est passé au système biphasé équivalent dans le cadre de la théorie de PARK, en s’appuyant sur quelques hypothèses simplificatrices, dans le but d’élaborer un modèle de simulation sous Matlab-Simulink, qui nous a permis de tirer quelques caractéristiques de notre machine. En parallèle, comme convertisseur, nous avons choisi un onduleur de tension triphasée à deux niveaux que nous avons exposé en expliquant son principe de fonctionnement et ses domaines d’utilisation, nous l’avons associé au modèle de la machine et procédé à une simulation de l’ensemble. Des simulations sont effectuées à vide et en charge sur le modèle obtenu qui traduit facilement le fonctionnement de la machine. Dans le deuxième chapitre une étude théorique sur le principe du contrôle direct du couple (DTC) classique est réalisée. Des simulations sont effectuées à vide et en charge basée sur une régulation de vitesse par un PI classique, finalement un test de robustesse vis-à-vis de variation de vitesse est effectué. Dans le troisième chapitre nous avons présenté la commande prédictive (MPC) de façon générale, la commande prédictive non linéaire en cascade en boucle interne et externe est mise en équation dont le but est de contrôler simultanément le couple électromagnétique, le flux rotorique et la vitesse rotorique. De ce qui précède, nous avons pu étudier l’aspect de la commande DTC. En effet nous avons constaté une dynamique remarquable et une bonne robustesse vis-à-vis de la variation de la vitesse de rotation. De plus, elle ne dépend pas des paramètres rotoriques de la machine. Cette méthode apporte alors, une réponse adéquate aux problèmes rencontrés dans les autres structures de contrôles. Par conséquent, il est à noter que la fréquence de commutation reste difficile à maîtriser du fait de l’utilisation des contrôleurs à hystérésis et que lefonctionnement en basse vitesse ne permet pas de négliger la résistance statorique. Donc peut générer de forts écarts, entre le flux statorique réel et le flux statorique estimé. Sans oublier les oscillations présente au niveau du couple.Pour remédier à ce problème, nous préconisons une identification précise et fiable de la résistance statorique basse vitesse, en utilisant un estimateur de la variation comme solution. Il est à noter que la commande prédictive non linéaire est mieux adapté que la DTC classique ayant une meilleure trajectoire du couple et de la vitesse, ainsi que le rejet des perturbations. En guise de perspectives de recherche, nous souhaitons exploiter au mieux la commande DTC, c’est pourquoi on préconise : ? L’introduction de la technique de modulation vectorielle SVM à la DTC pour pouvoir fixer la fréquence de commutation. ? L’utilisation des techniques intelligentes (logique floue, réseaux des neurones) pour remplacer les régulateurs à hystérésis. De ce fait et relativement à tout ce qui a précédé, nous espérons que le travail réalisé à travers ce mémoire nous a permis d’atteindre notre but en contribuant activement à l’amélioration des performances de la commande de la machine asynchrone par DTC et commande prédictive non linéaire.