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Djediai Hammi
Djediai Hammi
Djediai Hammi
Mémoire
MASTER ACADEMIQUE
Domaine : Sciences et technologies
Filière : Electrotechnique
Spécialité : Electrotechnique Industriele
Présenté par :
Djediai Djedid Hammi Hicham
Thème:
Soutenu publiquement
Le :31/05/2016
Devant le jury :
Mme BEN ALIA Khaled MC (B) Président UKM Ouargla
Mr KHETTACHE Laid MA (A) Encadreur UKM Ouargla
Mr SAHRAOUI Lazhar MA (A) Examinateur UKM Ouargla
Nous tenons aussi à remercie toutes les personnes qui nous ont aide de
ce mémoire : Mr .ABID Abderrahmane ; Mr .Gougui Abdelmoumen
Mr.Krama Abdelbasset
1
SOMMAIRE
Remerciements ………………………………………………………...……… 01
Sommaire……………………………………………………………………… 02
Introduction générale..………………………………………………...…..…... 05
Chapitre I
Généralité et Modélisation de la MAS
I.1 Introduction ………………………………………..………………….……….…………06
II.1.Introduction………………………………………………………………........................18
II.4 Simulation…………………………………………………………………………….…24
II.6 Conclusion……………………………………………………………………………….27
Chapitre III
Commande de la machine asynchrone à double cage
Introduction ……….……………………………………………………………………...….28
Conclusion…………………………………………………………..………..…41
Conclusion générale..……………………………………………………………………..42
Annexe..…………………………………………..…………………………………………43
Bibliographie……………………………………………………………………………….44
Introduction générale
Grâce à l’évolution technologique récente dans l’électronique de puissance, le
domaine d’entraînement électrique à vitesse variable, a connu ces dernières années un essor
considérable. En effet, les exigences de qualité accrues et les cycles de production de plus en
plus courts sont à la base de l’utilisation de technique de réglages de plus en plus performants,
dans les applications industrielles, on trouve souvent le moteur asynchrone le plus utilisé dans
ce domaine.
Actuellement la machine asynchrone est de plus en plus utilisée pour effectuer de la
variation de vitesse ou du positionnement, elle présente l’avantage d’être robuste, peut
coûteuse. Mais malgré tous les avantages cités précédemment, la commande des machines
asynchrones pose de problèmes du fait que son modèle de base est non linéaire et fortement
couplé, qui est à l’opposé de la simplicité de sa structure. Aussi ce qui complique ce modèle,
c’est que les paramètres du moteur asynchrone sont connus approximativement et peuvent
varier avec le temps.
La commande des systèmes en général, est un problème compliqué à cause des non
linéarités, perturbation difficile à mesurer et incertitudes sur les paramètres des systèmes.
Parmi les technique de commande actuellement applique aux machines asynchrone: la
commande scalaire, le commande vectorielle ,la commande direct de couple .
Ce travail comporte trois chapitres :
Dans le premier chapitre, nous avons rappelé les principaux éléments de constitution de
la machine asynchrone à cage et la machine asynchrone à double cage. Puis nous avons
présenté les différents types des moteurs asynchrone ainsi nous avons présenté
Caractéristique mécanique de ces différentes machines.
On a présenté dans le deuxième chapitre la machine asynchrone à double cage et sa
modélisation (modèle mathématique de la machine asynchrone à double cage.), en mettant en
exergue la complexité et la non linéarité du modèle. Par la suite, et en se basant sur un
ensemble d’hypothèses, le modèle du machine asynchrone dans le repère de Park a été établi
dans le but de linéariser le système et faciliter l’étude.
Dans le La troisième chapitre, nous avons exposé la commande vectorielle directe de la
machine asynchrone alimentée en tension par orientation du flux rotorique. et la commande
scalaire en tension, Les schémas de commande montrent l'utilisation des boucles de courant
qui permettent de prendre en compte la dynamique du stator, cependant la réalisation de cette
structure est très complexe.
5
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
I.1 Introduction
Le développement des machines électriques est basé sur des caractéristiques
bien définit dans ce cas en trouvent que les applications industrielles ou la traction
électrique nécessitant la vitesse variable, utilisaient des machines à courant continu,
car elles sont plus flexibles à commander. Mais elles exigent une maintenance
périodique coûteuse de plus leur prix est relativement plus cher.
6
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
I.4.1 Le stator
Le stator de la machine asynchrone est constitué de tôles d'acier dans lesquelles sont
placés les bobinages statoriques. Ces tôles sont pour les petites machines, découpées
en une seule pièce alors qu'elles sont pour les machines de puissance plus importante,
découpées par sections. Elles sont habituellement recouvertes de vernis pour limiter
l'effet des courants de Foucault. Au final, elles sont assemblées les unes aux autres à
l'aide de boulons ou de soudures pour former le circuit magnétique statorique.
Une fois cette étape d'assemblage terminée, les enroulements statoriques sont placés
dans les encoches prévues à cet effet. Ces enroulements peuvent être insérés de
manière imbriqués, ondulés ou encore concentriques. L'enroulement concentrique est
très souvent utilisé lorsque le bobinage de la machine asynchrone est effectué
mécaniquement. Pour les grosses machines, les enroulements sont faits de méplats de
cuivre de différentes sections insérés directement dans les encoches. L'isolation entre
7
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
les enroulements électriques et les tôles d'acier s'effectue à l'aide de matériaux isolants
qui peuvent être de différents types suivant l'utilisation de la machine asynchrone.
Le stator d'une machine asynchrone est aussi pourvu d'une boîte à bornes à laquelle
est reliée l'alimentation électrique. La (figure I.3) représente la constitution du stator
d'une machine asynchrone. [3]
I.4.2 Le rotor
8
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
Soumis au champ tournant crée par le stator, les enroulements rotoriques sont le
siège d’un système de forces électromotrices triphasées engendrant elles-mêmes trois
courants rotoriques. Ces courants rotoriques par leurs effets vont s’opposer à la cause
qui leur a donné naissance. Ainsi, les effets de l’induction statorique sur les courants
induits rotoriques se manifeste par un couple électromagnétique qui lance le rotor à
une vitesse N en essayant d’atteindre la vitesse synchrone mais en vain. Il est évident
que le couple s’annule si le rotor arrive à tourner à la vitesse synchrone. le
fonctionnement du moteur est donc caractérisé par le glissement défini ainsi :
g=(Ns-N)/Ns
9
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
tension, mais court-circuités sur eux-mêmes c’est la raison pour laquelle, on l’appelle
aussi la machine d’induction [4]
10
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
La machine asynchrone est très utilisée dans les applications industrielles, car de
par sa conception, son cout est relativement moindre à celui des autres machines, sa
robustesse au niveau électromagnétique est grande, et une bonne standardisation
existe entre les différents fabricants. Cependant, la simplicité de conception de cette
machine cache une complexité fonctionnelle assez importante.
11
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
Les extrémités des enroulements rotoriques sont sorties et reliées à des bagues
montées sur l’arbre, sur lesquelles frottent des balais en carbone. On peut ainsi mettre
en série avec le circuit rotorique des éléments de circuit complémentaires (résistances,
électronique de puissance…) qui permettent des réglages de la caractéristique
couple/vitesse. [9]
12
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
Ce type de moteur, beaucoup plus aisé à construire que le moteur à rotor bobiné
est par conséquent d’un prix de revient inférieur et a une robustesse intrinsèquement
plus grande. Il n’est donc pas étonnant qu’il constitue la plus grande partie du parc des
moteurs asynchronies actuellement en service. Son inconvénient majeur est qu’il a, au
démarrage, de mauvaises performances (courant élevé et faible couple). C’est pour
remédier à cette situation qu’ont été développés deux autres types de cages (rotor à
double cage et rotor à encoches profondes). [9]
13
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
On peut, ainsi, obtenir des couples de démarrage CD de deux à trois fois supérieurs
à ceux du rotor à simple cage. La (figure I.7) montre, en fonction de la vitesse, la
14
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
variation du couple d’un moteur à double cage, dont la cage externe est calculée pour
obtenir le couple maximal au démarrage.
On peur pallier cet inconvénient, tout en gardant une partie de ses avantages, en
construisant une cage rotorique simple avec des barres très plates s’enfonçant
profondément dans le circuit magnétique.
Ce type de moteur, dit à encoches profondes, est très utilisé, notamment dans le
cas des moteurs à haute tension à fort couple de démarrage. Il présente cependant
l’inconvénient d’entraîner une augmentation du coefficient de dispersion des
enroulements, donc une diminution du facteur de puissance du moteur, et bien sûr,
d’exiger un diamètre de rotor plus important.
15
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
16
Chapitre 1 Généralités sur la moteur asynchrone
I.10 Conclusion
Nous avons, dans ce chapitre, donné quelques rappels sur la machine asynchrone à
cage d’écureuil et son principe de fonctionnement.
En suite, nous avons présenté les différentes types des moteurs asynchrone et
quelques rappels sur. Le Constitution et fonctionnement de cet moteur.
17
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
II.1 Introduction :
L’étude de tout système physique nécessite une modélisation qui permet de simuler
le comportement de ce système face à différentes sollicitations et les mécanismes régissant
sur son fonctionnement. [ 10]
L'objectif de ce chapitre est de présenter mathématiquement la modélisation de la
machine asynchrone à double cage sous forme de modèle d'état selon le choix du repère, ce
modèle est définie dans un référentiel diphasé , [11]
Ensuite, on effectué par logiciel «SIMULINK» sous «MATLAB». La simulation
de la machine asynchrone à double cage et simple cage
II.2 Modélisation triphasée
18
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
19
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
20
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
biphasé est réalisé en utilisant la matrice de transformation [P]de Park. Son expression est
donnée par :
21
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
2Π 2Π
cos(𝜓) cos(𝜓 − ) cos( 𝜓 + )
3 3
2 2Π 2Π
[𝑃] = − sin(𝜓) − sin(𝜓 − ) − sin(𝜓 + )
3 3 3
1 1 1
2 2 2
On a choisi ( 2 / 3 ), pour les valeurs inchangées des amplitudes des tensions, courants, et
flux. 𝜓 est l'angle entre l'axe U et l'axe de référence dans le système triphasé.
22
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
De même, pour le rotor aux enroulements Ra1, Rb1 et Rc1 on substitue Rd1 et Rq1 tournant
𝑑𝛳r 1 𝑑𝛳
à la vitesse angulaire 𝜔r1 = par rapport au rotor dont la vitesse est 𝜔 =
𝑑𝑡 𝑑𝑡
De même, pour le rotor aux enroulements Ra2, Rb2 et Rc2 on substitue R21 et Rq2 tournant
𝑑𝛳r 2 𝑑𝛳
à la vitesse angulaire 𝜔r2 = par rapport au rotor dont la vitesse est 𝜔 =
𝑑𝑡 𝑑𝑡
Le modèle mathématique d'une machine à induction à double cage est disposée d'une
manière qui est très similaire à la dérivation de la (d, q) de modèle d'une machine à
induction à cage unique .
En raison de la deuxième cage supplémentaire , le rotor est maintenant décrite par
quatre équations différentielles dans une trame de référence lié au champ tournant comme
représenté sur la Fig.II.4. Les symboles utilisés par le document sont définis dans la
nomenclature . [15]
23
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
II.4 Simulation:
La simulation à été effectué par le logiciel «SIMULINK» sous «MATLAB». Dans
cette partie on présentera le cas d’une machine asynchrone triphasée alimentée directement
par une source de tension sinusoïdale de valeur efficace 220V et de fréquence 50HZ dont
les paramètres de la MAS double cage sont donnés dans l'annexe
Fig (II.5) Schéma bloc de simulation d’un moteur asynchrone à double cage
24
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
300 1800
1600
250
1400
1200
200
1000
vitesse(rd/s
ce (N.m)
150 800
600
100
400
200
50
0 -200
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
t(sec) t(sec)
0.2 0.6
0.5
0
0.4
-0.2
0.3
-0.4
phdr1 ,phdr2
phqr1, phqr2
0.2
0.1
-0.6
0
-0.8
-0.1
-1
-0.2
-1.2 -0.3
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
t(sec) t(sec)
-10
-10
-20
-20
-30
-30
iqs(A)
ids (A)
-40
-40
-50
-50
-60
-60
-70
-80 -70
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
t(sec) t(sec)
25
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
1600
250
1400
1200
200
1000
vitesse(rd/s
ce (N.m)
150 800
600
100
400
200
50
0 -200
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
t(sec) t(sec)
0.2 0.6
0.5
0
0.4
-0.2
0.3
phqr1, phqr2
-0.4 0.2
phdr1 ,phdr2
0.1
-0.6
-0.8
-0.1
-1 -0.2
-0.3
-1.2 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 t(sec)
t(sec)
0
0
-10 -10
-20
-20
-30
-30
ids (A)
iqs(A)
-40
-40
-50
-50
-60
-60
-70
-70 -80
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
t(sec) t(sec)
26
Chapitre II Modélisation d'une machine asynchrone à double cage
II.6. Conclusion
27
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
Introduction :
Cette commande, connue sous le nom de loi "U/f", détermine, selon les équations du
régime permanent, en fonction de la fréquence de fonctionnement désirée la valeur de la
tension à imposer aux bornes du stator de la machine pour maintenir le flux statorique
constant.
Dépendent de l'actionneur utilisé pour alimenter la machine, les auteurs divisent la
commande scalaire en deux types, un se nommer " la commande en courant ", pour les
machines entraînées par des onduleurs en courant et l'autre, qui est le plus utilisé, nommer
" la commande en tension ", connais aussi sur le nom " commande en V/f ", pour les
machines entraînées par des onduleurs en tension [16]
28
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
Dans la partie verte sur la figure, on jouant sur la fréquence statorique, la tension croît
d'une manière linéaire selon l'équation Vs =ωsΦs dont le flux est constant, au moment ou la
tension atteint sa valeur maximale, elle devient constante (la partie jaune sur la figure),
donc la croissance de la fréquence statorique provoque une décroissance du flux
(phénomène de défluxage) et la vitesse dépasse la nominale, on est donc dans le
fonctionnement en survitesse.
Dans des faibles vitesses ou approches du zéro, la chute de tension statorique n'est pas
négligeable, Donc un écart entre le rapport Vs /ωs imposé et Vs – Rs Is ) /ωs réel dans la
machine apparaît dans le calcul. Les chercheurs dans le domaine proposent une
compensation de cette chute de tension, ils augmentent la valeur efficace de la tension aux
basses vitesses, on parle alors de la commande corrigée à V/f constant. Le schéma de
principe de la commande scalaire est donné dans la figure III.2.
29
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
Cette technique de commande est basée sur le schéma équivalent du moteur asynchrone
𝑉𝑟1 𝑅𝑟 0 0 𝐼𝑟1 𝜑𝑟1
𝑑
𝑉𝑟2 = 0 𝑅𝑟 0 𝐼𝑟2 + 𝑑𝑡 𝜑𝑟2 (III.1)
𝑉𝑟3 0 0 𝑅𝑟 𝐼𝑟3 𝜑𝑟3
3𝑃 𝑅𝑟′ /𝑔
Ce = 𝑉𝐸2 (III.3)
𝑊𝑠 (𝑅𝑟′ /𝑔)2 +(𝐿′𝑟 𝑊𝑠 )2
3𝑝 𝑉
Cemax = ( 𝐸 )2 (III.4)
2𝐿′𝑟 𝑊
Ce =constante
De façon plus fine, si l’on souhaite maîtriser le contrôle du couple en régime permanent de
𝑉𝐸
la machine, il faudra imposer = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
𝑊𝑠
30
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
300
250
200
150
w(rd/s)
100
50
-50
0 5 10 15
t(Sec)
31
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
50
40
30
20
Ce(N.m)
10
-10
-20
-30
0 5 10 15
t(Sec)
Cette conception de contrôle est basée sur l’élaboration de Vs, alors que c’est VE
qui serait nécessaire. Mais VE n’est pas une grandeur accessible.
Ces deux grandeurs différents toutefois assez peu dans le cas où l’on peut négliger
la chute de tension RsIs. Ceci est le cas à vitesse assez proche de la vitesse nominale, mais
ça n’est plus vrai aux faibles vitesses car RsIs ne peut plus être négligé.
Pour prendre en compte cette chute de tension, on fait recours à un ajustage manuel
ou automatique. L’ajustage manuel qui consiste à adopter une loi tension/fréquence avec
augmentation fixe de la tension à basse fréquence. Cet ajustage permet d’obtenir un couple
élevé à basse vitesse, mais présente l’inconvénient de maintenir un couple élevé dans le
moteur à vide avec risque de saturation et de surcharge.
32
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
33
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
Ainsi, en agissent sur les variables ids et iqs, les grandeurs ɸ𝑟 et Ce sont commandées
séparément, cela se traduit par :
34
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
𝑑𝛷 𝑟1𝑑
+ 𝑅𝑟1 𝑖𝑟1𝑑 −𝜔sl 𝛷𝑟1𝑞 = 0 (III.7)
𝑑𝑡
𝑑𝛷 𝑟1𝑞
+ 𝑅𝑟1 𝑖𝑟1𝑞 +𝜔sl 𝛷𝑟1𝑑 = 0 (III.8)
𝑑𝑡
𝑑𝛷 𝑟2𝑑
+ 𝑅𝑟2 𝑖𝑟2𝑑 −𝜔sl 𝛷𝑟2𝑞 = 0 (III.9)
𝑑𝑡
𝑑𝛷 𝑟2𝑞
+ 𝑅𝑟2 𝑖𝑟2𝑞 −𝜔sl 𝛷𝑟2𝑑 = 0 (III.10)
𝑑𝑡
𝑖 𝑠𝑞 (𝐿𝑚 2 −𝐿𝑚 𝐿2 )
𝑖𝑟1𝑞 = (III.17)
𝐿𝑟1 𝐿𝑟2 −𝐿𝑚 2
𝑖 𝑠𝑞 (𝐿𝑚 2 −𝐿𝑚 𝐿1 )
𝑖𝑟2𝑞 = (III.18)
𝐿𝑟1 𝐿𝑟2 −𝐿𝑚 2
Le but d’utilisation des régulateurs est d’assurer une meilleure robustesse vis-à-vis
des perturbations internes ou externes. Les régulateurs utilisés dans notre étude sont des
correcteurs à action proportionnelle-intégrale (PI).
35
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
La fonction de transfert en boucle fermée de la Fig. (III.7) est écrite comme suit :
Afin d’avoir un comportement d’un système du premier ordre dont la fonction de transfert
est de la forme :
1
𝑃 𝑆 = (III.23)
𝜏𝑆+1
(𝑘 𝑖 +𝑘 𝑝 𝑆) 1
2
= (III.24)
𝐿𝑆 + 𝑅+𝑘 𝑝 𝑆+𝑘 𝑖 𝜏𝑆+1
Ce qui donne :
𝑘𝑝 𝜏𝑆 2 + 𝑘𝑖 𝜏 + 𝑘𝑝 𝑆 + 𝑘𝑖 = 𝑎𝑆 2 + 𝑏 + 𝑘𝑝 𝑆 + 𝑘𝑖 (III.25)
𝑘𝑝 = 𝑎 𝜏
D’où : (III.26)
𝑘𝑖 = 𝑏 𝜏
Donc :
𝐾𝑝1 = 𝐿1 𝜏 𝐾𝑝1 = 𝐿2 𝜏
𝐸𝑡 (III.27)
𝐾𝑖1 = 𝑅1 𝜏 𝐾𝑖1 = 𝑅2 𝜏
36
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
𝜏𝑟
On prend 𝜏= pour avoir une dynamique du processus rapide, avec
6
𝐿𝑟
𝜏𝑟 = est La constante de temps électrique (rotorique) du système.
𝑅𝑟
Calcul des paramètres du régulateur de vitesse
m (kiw kpwS )
(III.28)
ref JS ( f kpw) S kiw
2
𝐾𝑝𝑤 = 2𝜌𝑤 𝐽 − 𝑓
(III .30)
𝐾𝑖𝑤 = 2𝜌𝑤2 𝐽
𝑚𝑎𝑥
𝐶𝑒𝑚𝑟𝑒𝑓 𝑘 𝑠𝑖 𝐶𝑒𝑚𝑟𝑒𝑓 𝑘 ≤ 𝐶𝑒𝑚
𝐶𝑒𝑚𝑟𝑒𝑓 𝑘 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 = 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑎𝑥 (III.31)
𝐶𝑒𝑚 𝑠𝑖𝑔𝑛 𝐶𝑒𝑚𝑟𝑒𝑓 𝑘 𝑠𝑖 𝐶𝑒𝑚𝑟𝑒𝑓 𝑘 ≥ 𝐶𝑒𝑚
𝑚𝑎𝑥
𝐶𝑒𝑚 = 50𝑁. 𝑚
37
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
régulateur de flux
Le flux est généralement maintenu constant à sa valeur nominale : Φ𝑛𝑟 pour des
vitesses rotoriques inférieures ou égales à la vitesse nominale de la machineΩ𝑛 . Pour des
vitesses supérieures, le flux décroit lorsque la vitesse augmente afin de limiter la tension
aux borne de la machine.
rref n si m n
(III.32)
rref nom n m si m n
38
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
150
100
50
vitesse(rd/s
-50
-100
-150
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
t(sec)
39
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
300
200
100
0
Cem (N.m)
-100
-200
-300
-400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
t(sec)
30
25
20
15
10
ids (A)
-5
-10
-15
-20
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
t(sec)
40
30
20
10
0
iqs(A)
-10
-20
-30
-40
-50
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
t(sec)
40
Chapitre III commande d'une machine asynchrone à double cage
Les figures (III.7 –III.9) montrent que le réglage donne des résultats satisfaisants :
Conclusion
Les besoins sont très variés dans le domaine des entraînements. Ils vont des applications
simples telles que l’entraînement des pompes, ventilateurs, jusqu’à des applications
nécessitant des performances dynamiques ainsi que des plages de vitesse très étendues. Les
lois de commande décrites dans ce chapitre permettent d’atteindre des niveaux de
performances très différents, et couvrent aujourd’hui la plus grande partie des applications.
La variation de la fréquence permet au moteur asynchrone de fonctionner au-delà de sa
vitesse nominale mais cela diminue le couple maximale.
La commande scalaire permet de surmonter ce problème en gardant le couple maximale
constant. Cette technique, bien qu’elle présente des avantages, elle ne permet pas un
contrôle dynamique du couple surtout en basse fréquence.
La commande vectorielle présente des performances dynamiques et statiques très élevées
Mais elle présente l’inconvénient majeur d’être sensible aux variations paramétriques de la
machine ce qui dégrade la robustesse du modèle de commande.
41
Conclusion générale
Dans le premier chapitre, nous avons rappelé les principaux éléments de constitution
de la machine asynchrone à cage et la machine asynchrone à double cage. Puis nous avons
présenté les différents types des moteurs asynchrone ainsi nous avons présenté
Caractéristique mécanique de ces différentes machines.
42
Annexe
programe de la machine à double cage:
clear all;
%données de la machine à double cage
Rs=1.97;Rr1=2.82;Rr2=1.36;Ls=0.460;Lr1=0.45256;Lr2=0.46056;
M1=0.44977;M2=0.45256;Mr=0.44977;J1=0.17;f=0;P=1;F=50;
Ws=2*pi*F;J2=0.165
R=[Rs 0 0 0 0 0;0 Rs 0 0 0 0;
0 0 Rr1 0 0 0;0 0 0 Rr1 0 0;
0 0 0 0 Rr2 0;0 0 0 0 0 Rr2]
L=[Ls 0 M1 0 M2 0;0 Ls 0 M1 0 M2;
M1 0 Lr1 0 Mr 0;0 M1 0 Lr1 0 Mr;
M2 0 Mr 0 Lr2 0;0 M2 0 Mr 0 Lr2];
Ks=[0 -Ls 0 -M1 0 -M2;Ls 0 M1 0 M2 0;
0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0;
0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0]
Kr1=[0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0;
0 -M1 0 -Lr1 0 -Mr;M1 0 Lr1 0 Mr 0;
0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0;]
Kr2=[0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0;
0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0;
0 -M2 0 -Mr 0 -Lr2;M2 0 Mr 0 Lr2 0;]
B2= inv(L)
43
Bibliographie
2015
44
[14] ' Zouaoui Yamina' Commande par mode glissant des courants statoriques
de la machine asynchrone ''Mémoire'' Chapitre01 UNIVERSITE FERHAT ABBAS DE
SETIF 03 / 03 / 2010
[15] Indirect Vector Control of Multi Cage Induction Motor '' article ''
2010
45
Résumé
La commande des systèmes en général, est un problème compliqué à cause des non linéarités,
perturbation difficile à mesurer, et incertitudes sur les paramètres des systèmes. Lorsque le système à
commander est soumis à des forts non linéarités et à des variables temporelles, il faut concevoir des
algorithmes de commandes assurant la stabilité et la robustesse du comportement du processus.
Le travail présenté dans cette mémoire a pour objectif l’étude des stratégies de commande vectorielle
directe et la commande scalaire en tension, appliquées aux machines de type asynchrone à double cage
Dans le premier chapitre, nous avons décrit les différents éléments de constitution d'une machine
asynchrone Et dans le deuxième chapitre présenter mathématiquement la modélisation de la machine
asynchrone à double cage sous forme de modèle d'état et Ensuite, on effectué par logiciel «SIMULINK»
sous «MATLAB». La simulation de cette machine. Et dans le troisième chapitre la commande vectorielle est
modélisée et simulée ainsi que la commande scalaire en tension,
Mots clés : modélisation, commande vectorielle, commande scalaire, Moteur asynchrone, Systèmes non
linéaires. Simulation.
Abstract
The control systems in general, are a complicated problem because of nonlinearities, disturbance
difficult to measure, and uncertainties on system settings. When the system to order is subject to strong
nonlinearities and time variables, you have to design algorithms commands for stability and robustness of
the process behavior.
The work presented in this memorandum aims the study of direct control strategies Vector and Scalar
control voltage, applied to asynchronous machines double cage
In the first chapter, we described the different constituting elements of an asynchronous machine And in
the second chapter present mathematically modeling the asynchronous machine to double cage as a state
model and are then performed by software "SIMULINK "under" MATLAB ". The simulation of this
machine. And in the third chapter vector control is modeled and simulated and the scalar voltage control,
Keywords: modeling, vector control, scalar control, asynchronous motor, nonlinear systems. Simulation.
ملخص
عندما. والشكوك في إعدادات النظام،مع وجود اضطرابات يصعب قياسها، مشكلة معقدة بسبب عدم االرتباط الخطي، التحكم في النظام بشكل عام
. وعليه نفهم خوارزميات التحكم لحفظ االستقرار ومتانة سلوك العملية،يكون نظام التحكم خاضع لقوى غير خطية قوية ومتغيرة مع الزمن
وتطبيقها على لالت متزامنة ذات قفص،،العمل المقدم في هذه المذكرة يهدف إلى دراسة مباشرة الستراتيجيات التحكم والسيطرة على الجهد عدد
مزدوج
وصفنا مختلف عناصر اآلالت الغير متزامنة وفي الفصل الثاني قمنا بالنمذجة الرياضية آللة غير متزامنة ذات قفص مزدوج،في الفصل األول
وفي الفصل الثالث محاكاة التحكم. "محاكاة هذه اآللةMATLAB ". " تحت عنوانSIMULINK "باعتبارها شكل نموذجي ثم يتم تنفيذها من قبل برنامج
. الشعاعي والزمني آللة غير متزامنة ذات قفص مزدوج
.محاكاة. نظم غير خطية، محرك غير متزامن، تحكم سلمي، تحكم شعاعي، نمذجة رياضية:كلمات البحث