Ce document traite de la commande scalaire d'une machine asynchrone, une machine à courant alternatif dont le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique. Il aborde la modélisation, les généralités sur les machines asynchrones et les différentes stratégies de commande, notamment par modulation de largeur d'impulsion (MLI). Les simulations montrent les performances de cette commande en régime permanent et en charge.

1. 1

2. UNIVERSITE DJILLALI LIABES DE SIDI BEL ABBESFACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEURDEPARETEMENT D’ÉLECTROTECHNIQUEMini projetDépartement : ÉLECTROTECHNIQUEOption : Commande des Systèmes ElectriquesIntitulé: Commande scalaire d’une machine AsynchronePrésenté par :ATTOU AmineA U: 2010/2011

3. Plan de travail Introduction3 partie 01 : Généralités sur les MAS

4. partie 02 : Modélisation de la MAS

5. partie 03 : la commande scalaire

6. partie 04 : résultat de simulation

7. conclusion4

8. 5

9. 6

10. Plan de travailIntroduction

11. partie I: Généralités sur les machines MAS

12. partie II: Modélisation de la MAS

13. partie III: la commande scalaire

14. partie IV : résultat de simulation

15. conclusion7

16. 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

17. Plan de travailIntroduction

18. partie I:Généralités sur les MAS

19. Partie II: Modélisation de la MAS

20. partie III: la commande scalaire

21. partie IV : résultat de simulation

22. conclusion9

23. INTRODUCTION:Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et lavitesse du champ tournant ne sont pas égales .

24. Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.

25. 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 entrefer10I-Généralités sur les machines asynchrones triphasées :

26. INTRODUCTION:Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et lavitesse du champ tournant ne sont pas égales .

27. Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.

28. 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 entrefer11I-Généralités sur les machines asynchrones triphasées :

29. INTRODUCTION:Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et lavitesse du champ tournant ne sont pas égales .

30. Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.

31. 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 entrefer12I-Généralités sur les machines asynchrones triphasées :

32. INTRODUCTION:Une machine asynchrone est une machine à courant alternatif dont la vitesse du rotor et lavitesse du champ tournant ne sont pas égales .

33. Le rotor est toujours en retard par rapport à la vitesse du champ statorique.

34. 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 entrefer13I-Généralités sur les machines asynchrones triphasées :

35. 14Modèle généralisé triphasé de la MASReprésentation schématique de la machine asynchrone

36. 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

37. Plan de travailIntroduction

38. partie I: Généralités sur les machines MAS

39. Partie II: Modélisation de la MAS

40. partie III: la commande scalaire

41. partie IV : résultat de simulation

42. conclusion16

43. 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 par17Oùk 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.

44. 18Machine asynchrone vue dans le repère dq.Représentation symbolique de la machine asynchrone

45. Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent19

46. Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent20

47. Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent21

48. Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent22

49. Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent23

50. Modélisation de la machine asynchrone en régime permanent24

51. 25Schéma électrique équivalent:Les équations peuvent être représentées par le schéma électrique équivalent suivant :

52. pour compléter le modèle de la MAS on ajoute l’équation mécanique26L’équation électromagnétique

53. Plan de travailIntroduction

54. partieI: Généralités sur les machines MAS

55. partieII: Modélisation de la MAS

56. partie III: la commande scalaire

57. partie IV : résultat de simulation

58. conclusion27

59. III-la commande scalaireLa 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

60. CycloconvertisseurCe 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. 29alimentation de la machine

61. 30Commande de l'onduleurLa 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

62. 31Commande de l'onduleurLa 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 MLIL'indice de modulation :

63. Le coefficient de réglage:Principe de la commande MLI- ST

64. 32Machine asynchrone alimentée en tension :Commande scalaire avec contrôle du rapport V/fLe 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 :