CA2189471C - Correcteur, dispositif et procede pour la commande du couple electromagnetique d'une machine asynchrone - Google Patents
Correcteur, dispositif et procede pour la commande du couple electromagnetique d'une machine asynchrone Download PDFInfo
- Publication number
- CA2189471C CA2189471C CA002189471A CA2189471A CA2189471C CA 2189471 C CA2189471 C CA 2189471C CA 002189471 A CA002189471 A CA 002189471A CA 2189471 A CA2189471 A CA 2189471A CA 2189471 C CA2189471 C CA 2189471C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- corrector
- control
- rotor
- asynchronous machine
- proportional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
La présente invention porte sur un correcteur, un dispositif et un procédé pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone. Conformément à l'invention, le correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone par une régulation du flux magnétique et par une commande du couple électromagnétique Cm est caractéri sé par: un circuit de régulation (3) du flux magnétique rotorique r, à commande non linéaire utilisant la linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statiqu e et dont la sortie contrôle la composante d du courant statorique i*s; un premier correcteur (1) linéaire du type proportionnel intégral dont la sorti e v est l'entrée dudit circuit de régulation; un deuxième correcteur (2) linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie contrôle la pulsation des courants rotoriques .omega.sl.
Description
WO 96!28884 1 2 i ~ 9 4 l 1 PCT~6/00317 CORRECTEUR, DISPOStIIF ET PROCEDE POUR LA COMMANDE DU
COUPLE ELECTROMAGNETIQUE D'UNE MACHINE ASYNCHRONE
La prsente invention concerne les dispositifs de ' contrle des machines asynchrones, en gnral, et porte, plus particulirement, sur un correcteur, un dispositif et ' un procd pour la commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone.
La commande de la vitesse d'une machine asynchrone est gnralement effectue par une rgulation du flux rotorique ou statorique et par une commande du couple lectromagntique.
Les grandeurs d'alimentation de la machine asynchrone, savoir les tensions ou courants, sont dlivres par un onduleur frquence variable du type source de tension ou source de courant qui gnre des signaux de puissance moduls en largeur d'impulsion.
Les valeurs du flux et du couple sont des grandeurs reconstruites par l'intermdiaire de moyens lectriques connus grace la mesure de la tension et du courant statoriques.
La recherche dans le domaine des dispositifs de contr8le des machines asynchrones a longtemps porte sur l'augmentation des performances dynamiques de ces dispositifs de contrle.
Les performances de ces dispositifs de contrle, gnralement dfinies par le temps de rponse du couple lectromagntique, sont dsormais juges satisfaisantes pour la plupart des applications industrielles et ferroviaires.
La notion de robustesse apparait alors comme un critre supplmentaire des performances des dispositifs de contrle des machines asynchrones.
Par robustesse d'une structure de commande il faut entendre le potentiel de cette structure de commande rester insensible des perturbations, par exemple dues aux erreurs de modles ou aux variations paramtriques.
218 9 4 71 PC.I,1FR96~00317 Une des solutions techniques connues bien adaptées pour résoudre le problème de la robustesse des dispositifs de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone sont basées sur une modélisation aux perturbations singulières du modèle de Park, d'une part, et Y
sur l'orientation initiale du référentiel tournant sur le courant statorique, d'autre part.
Un inconvénient de cette solution est que la robustesse des dispositifs de commande du couple 1o électromagnétique de la machine asynchrone est privilégiée au détriment des performances, du fait de l'utilisation de lois de commande linéaires.
Par ailleurs, lorsque les lois de commande utilisées sont purement non linéaires, la robustesse de ces dispositifs de commande n'est pas assurée.
La thèse présentée par Xavier ROBDAM à l'Institut National Polytechnique de Toulouse, "Variateur de vitesse pour machine asynchrone", thèse INPT publiée en 1991, porte sur le développement de lois de commande robustes et sur le 2o contrble de la vitesse sans capteur mécanique.
Le variateur de vitesse pour machine asynchrone décrit fait appel à l'implantation de lois de commande numériques robustes ainsi qu'à la reconstitution des grandeurs fondamentales non mesurées, ~ savoir: le flux statorique, la vitesse et le couple.
Les inconvénients du variateur de vitesse pour machine asynchrone décrit dans ce document sont:
- un contr8le linéaire du module du flux statorique dont l'ajustement est empirique, 3D - un contrBle linéaire du couple électromagnétique valable essentiellement pour les faibles valeurs de la pulsation des courants rotoriques et - une dynamique de réponse en boucle fermée de la , boucle de couple insuffisante.
Le correcteur et le dispositif pour la commande du , couple électromagnétique d°une machine asynchrone de 218 9 4 i 1P~,~96,0031, l'invention se distingue du variateur de vitesse dcrit dans ce document en ce que:
- la grandeur flux rotorique remplace la grandeur flux " statorique ce qui permet une commande non linaire du type linarisation entre-sortie afin de garantir des performances dynamiques maximales, - la robustesse de la rgulation de flux est assure par un correcteur du type proportionnel intgral "sans zro"
plac en amont de la loi de commande non linaire, - la commande du couple lectromagntique est ralise par l'association d'un correcteur linaire afin d'obtenir le meilleur compromis performance/robustesse sur le contr8le du couple, et - la singularit de flux lors du dmarrage, savoir l'augmentation vers l'infini du courant au dmarrage, est leve au moyen d'une limitation adapte.
Le document "COntr8le d'une machine asynchrone par estimation robuste de la vitesse', Journal de Physique, Mars 1992, pages 439 453 de Xavier ROBOAM et al., complte le document cit prcdemment et donne les rsultats obtenus en fonction des perturbations auxquellles 1e variateur est soumis.
La solution propose repose sur la rgulation du flux rotorique par une loi dynamique ne prenant pas en compte la robustesse paramtrique, et notamment la robustesse face une variation de l'inductance mutuelle xm.
Les rsultats obtenus montrent essentiellement les bonnes performances, de reconstruction de la vitesse et du flux.
Cette solution n'aborde toutefois pas les problèmes de performance dynamique et de robustesse des contr8les du couple et du flux.
Ces documents sont basés sur l'initialisation du référentiel tournant, à savoir: le repère (d,q), sur le vecteur courant statorique de la machine asynchrone.
2189+71 Il résulte d' une telle initialisation et du fait que l'axe d et l'axe q du repère diphasé tournant sont en quadrature, que:
- la valeur de la composante sur l'axe q du courant statorique notée isq est nulle, isq=0, ainsi que sa dérivée temporelle, disq/dt=0, et - la valeur de la composante sur l'axe d du courant statorique notée isd est égale au module du courant statorique is.
l0 I1 découle de ce qui précède l'introduction de la robustesse du fait que le référentiel est orienté sur une mesure fiable et précise du courant statorique is, ce qui n'est pas le cas lorsque T axe d du repère tournant est orienté initialement sur l'axe du flux rotorique ou statorique de la machine asynchrone, ces grandeurs n°étant pas des grandeurs mesurées contrairement au courant statorique.
Aussi un but de l'invention est-il un correcteur et un dispositif pour la commande de la vitesse d'une machine asynchrone insensible aux perturbations, principalement dues aux incertitudes de modélisation et aux variations paramétriques.
En d'autres termes, un but de l'invention est d'augmenter la robustesse des lois de commande des dispositifs de contrble de la vitesse des machines asynchrones, en minimisant la dégradation des performances dynamiques.
I1 découla de ce qui précède qu'un but de l'invention est de trouver le meilleur compromis entre performance et robustesse lors de la régulation de flux et de la commande du couple électromagnétique de la machine asynchrone.
Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone dans lequel le réglage du correcteur de flux ne se fait pas par le biais d'une méthode empirique. , wo 96nsssa 5 2 Q ~ 94 71 Conformément à l'invention, le correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone par une régulation du flux magnétique ~ et par ' une commande du couple électromagnétique Cm se caractérise par:
- un circuit de régulation du flux magnétique rotorique ~r, à commande non linéaire utilisant la linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statique, définie par l'équation 1 o isd -xm ~rd dans laquelle, ~sd est la consigne du courant statorique dans l'axe dr .
est la consigne du module du flux rotorique, ~rd est la composante d du flux rotorique, xm est l'inductance mutuelle (ou magnétisante), et dont la sortie contr6le la composante d du courant statorique is, - un premier correcteur linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie v est l'entrée dudit circuit de régulation, - un deuxième correcteur linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie contr8le la pulsation des courants rotoriques a~sl~
Le correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone par une régulation du flux magnétique ~ et par une commande du couple électromagnétique Cm de l'invention satisfait également 8 l'une des caractéristiques suivantes:
- le deuxième correcteur est complété par un circuit à
commande non linéarisante défini par l'équation A _1 A B _1 msl - ~ Bc ( B) _ Bc ~ Cm + Bc C B) vcm 218 9 4 71 pCT~6100317 Tr avec 2' _ __1 _ ~sN ~r , pc s , gc xr r dans laquelle, ' A est le paramètre caractérisant le point de fonctionnement en couple, ~cm est l'entrée dudit correcteur, 2r est la constante de temps rotorique, ose est la pulsation statorique nominale, xr est la réactance rotorique, et dont l'entrée est définie par la sortie vcm dudit deuxième correcteur et dont la sortie contr8le la pulsation des courants rotoriques arsl, - le circuit de régulation du flux est défini par l'équation ~ ~-2' ~Sd xm sat(~rd) dans laquelle la fonction sat(ø~) est une fonction non linéaire de limitation définie par le système d'équâtions:
~rd s~ ~rd > ~~
min sat(~rd) ° ~rd s~ ~rd s Q'rd min min ~2 _ _1 rN
avec 4'rd X i min m sm~
dans lequel, Q~ N est le flux rotorique nominal, I est le courant maximal admissible par le sm~
convertisseur et/ou la machine asynchrone, - le circuit de régulation du flux est défini par l'équation R'O 96!28884 ~ PCTIFR961003i7 w w 1 ~2 Xm(~r2'emr) sat(ørd) dans laquelle, imm est l'estimation du courant magntisant, et 2w , imm) est une fonction rsultant de x (~
m r l'identification de la caractristique statique de magntisation, - la sortie des premier et deuxime correcteurs est la diffrence entre une action proportionnelle et une action intgrale, ladite action intgrale rsultant de la lo diffrence pondre par un gain ki, respectivement kic~
, et l'estimation respectivement C
entre la consigne ?w m , du flux ~r2,respectivement de l'estimation du couple Cm, et ladite action proportionnelle rsultant de la pondration par un gain kp, respectivement kpc, de l'estimation du flux ?, respectivement de l'estimation du couple Cm.
Conformment l'invention, le dispositif de commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone par une rgulation du flux magntique ~ et par une commande du couple lectromagntique Cm, le dispositif tant constitu 2o de moyens de commande associs une source d'alimentation et d'un correcteur Rem, est caractris en ce que le correcteur R~ est dfini tel qu'indiqu prcdemment.
Dans un tel dispositif, la machine asynchrone tant commande au moyen d'une alimentation en tension, l'alimentation en tension est boucle en courant par un troisime correcteur Rint dispos en cascade avec le correcteur Rte.
Conformment l'invention, le procd pour la commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone par une rgulation du flux magntique ~ et par une commande du couple lectromagntique Cm, au moyen d'un dispositif constitu de moyens de commande associs une source d'alimentation et d'un correcteur Rte, défini tel 218 9 4 71 P~,~6100317 qu'indiqué précédemment, est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à:
- effectuer une régulation du flux magnétique rotorique ~r su moyen d'un circuit de régulation é commande non linéaire utilisant la linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statiques - effectuer une action intégrale puis proportionnelle de manière à obtenir la variable v d'entrée dudit circuit de régulation, et lo - effectuer une action intégrale puis proportïonnelle de manière à contr8ler la pulsation des courants rotoriques msl-Le procédé de 1°invention est susceptible de comporter l'une des étapes suivantes consistant à:
- compléter l'action intégrale puis proportionnelle pour contr8ler la pulsation des courants rotoriques wsl par une loi de commande linéarisante de maniére à s'affranchir des variations du point de fonctionnement de la machine asynchrone, 2p - fixer une valeur de courant maximum lors du démarrage de la machine asynchrone ou lors du fonctionnement en régime défluxé, - adapter la réactance mutuelle statique xm de maniére à s'affranchir de sa variation lors du fonctionnement de la machine asynchrone en régime défluxë.
Un avantage du correcteur, du dispositif et du procédé
de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone de l'invention est de proposer un meilleur compromis entre les performances dynamiques et la robustesse 3o de la régulation de flux et de la commande du couple électromagnétique.
Cet avantage est dti, d'une part, au fait que les performances dynamiques sont obtenues par l'utilisation de , lois de commande non-linéaires et, d'autre part, au fait que la robustesse résulte de la mise en oeuvre de correcteurs du type Proportionnel Intégral "sans zéro" disposés en amont des lois de commande non-linéaires.
Un autre avantage du correcteur, du dispositif et du ' procédé de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone de l'invention est qu'ils permettent de s'affranchir de façon implicite de la singularité de flux lors du démarrage de la machine asynchrone.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description des 1o modes de réalisation préférés du correcteur et du dispositif pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:
- la figure 1 représente un schéma d'ensemble d'une structure connue d'un dispositif de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone comprenant un ensemble EL, basé sur un actionneur de courant Id, et un correcteur Rem, objet de l'invention, - la figure 2 représente un schéma d'ensemble d'une 2o structure connue d'un dispositif de commande du couple électromagnétique comprenant un ensemble EL, basé sur un actionneur de tension Ud, et un correcteur Rem, objet de l'invention, - la figure 3 représente un schéma illustrant un premier mode de réalisation préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à l'invention comportant une boucle de correction du flux du type globalement non linéaire et une boucle de correction du couple du type linéaire, - la figure 4 représente un schéma illustrant un deuxième mode de réalisation préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine ' asynchrone conforme à l'invention comportant une boucle de correction du flux et une boucle de correction du couple, toutes deux du type globalement non linéaire.
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ pCT1FR96100317 W~ 96128884 La figure 1 représente un schéma d'ensemble d'une structure connue d'un dispositif de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone comprenant un ensemble EL, basé sur un actionneur de courant Id, et un 5 correcteur Rem objet de l'invention.
conformément au schéma d'ensemble représenté sur cette figure 1, l'ensemble EL, connue de l'art antérieur, comporte un moteur asynchrone M du type triphasé alimenté par un onduleur de courant OI auquel est associé un moyen de lo commande C à modulation de largeur d'impulsions et une source de courant Id commandée.
Les valeurs du flux et du couple de la machine asynchrone sont reconstituées, selon une méthode connue de l'art antérieur, au moyen d'un observateur O.
Ces valeurs reconstituées du flux et du couple de la machine asynchrone sont envoyées sur le correcteur Rem, objet de l'invention, lequel fourni des valeurs de commande de la pulsation des courants rotoriques fonction des valeurs de consigne de flux et de couple.
2o La figure 2 représente un schéma d'ensemble d°une structure connue d'un dispositif de commande du couple électromagnétique comprenant un ensemble EL, basé sur un actionneur de tension üd, et un correcteur Rem objet de l'invention.
Le schéma d'ensemble représenté à la figure 2 diffère du schéma d'ensemble représenté à la figure 1 en ce que la machine asynchrone M est alimenté au moyen d'un onduleur de tension oU commandée au moyen d'une alimentation en tension Ud bouclée en courant par un correcteur Rint disposé en cascade avec le correcteur R~
Le correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à
l'invention est basé sur l'initialisation de l'axe d du repère diphasé tournant sur le vecteur courant statorique de la machine asynchrone.
~1~9471 R'O 96128584 11 PCT1FR96100317 Comme indiqué précédemment, il résulte d'une telle initialisation et du fait que l'axe d et l'axe q du repère diphasé tournant sont en quadrature, que la valeur de la composante sur l' axe q du courant statorique notée isq est nulle, isq=0, ainsi que sa dérivée temporelle, disq/dt=0.
En introduisant le fait que la valeur de la composante sur l'axe q du courant statorique is est nulle dans les équations en régime transitoire de la machine asynchrone, on obtient une loi de commande linéarisante pour la commande du module du flux rotorique donnée par l'expression en valeurs réduites suivante:
1 ~Z
isd = x -m ~rd dans laquelle isd est la consigne du courant statorique dans l'axe d, est la consigne du module du flux rotorique, ~rd est la composante d du flux rotorique, et xm est l'inductance mutuelle (ou magnétisante).
Connaissant la régulation souhaitée à appliquer au flux rotorique, il importe de déterminer la régulation à
appliquer au couple de la machine asynchrone.
L'expression de la dynamique de couple tenant compte de la régulation du flux rotorique est alors définie comme suit:
COUPLE ELECTROMAGNETIQUE D'UNE MACHINE ASYNCHRONE
La prsente invention concerne les dispositifs de ' contrle des machines asynchrones, en gnral, et porte, plus particulirement, sur un correcteur, un dispositif et ' un procd pour la commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone.
La commande de la vitesse d'une machine asynchrone est gnralement effectue par une rgulation du flux rotorique ou statorique et par une commande du couple lectromagntique.
Les grandeurs d'alimentation de la machine asynchrone, savoir les tensions ou courants, sont dlivres par un onduleur frquence variable du type source de tension ou source de courant qui gnre des signaux de puissance moduls en largeur d'impulsion.
Les valeurs du flux et du couple sont des grandeurs reconstruites par l'intermdiaire de moyens lectriques connus grace la mesure de la tension et du courant statoriques.
La recherche dans le domaine des dispositifs de contr8le des machines asynchrones a longtemps porte sur l'augmentation des performances dynamiques de ces dispositifs de contrle.
Les performances de ces dispositifs de contrle, gnralement dfinies par le temps de rponse du couple lectromagntique, sont dsormais juges satisfaisantes pour la plupart des applications industrielles et ferroviaires.
La notion de robustesse apparait alors comme un critre supplmentaire des performances des dispositifs de contrle des machines asynchrones.
Par robustesse d'une structure de commande il faut entendre le potentiel de cette structure de commande rester insensible des perturbations, par exemple dues aux erreurs de modles ou aux variations paramtriques.
218 9 4 71 PC.I,1FR96~00317 Une des solutions techniques connues bien adaptées pour résoudre le problème de la robustesse des dispositifs de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone sont basées sur une modélisation aux perturbations singulières du modèle de Park, d'une part, et Y
sur l'orientation initiale du référentiel tournant sur le courant statorique, d'autre part.
Un inconvénient de cette solution est que la robustesse des dispositifs de commande du couple 1o électromagnétique de la machine asynchrone est privilégiée au détriment des performances, du fait de l'utilisation de lois de commande linéaires.
Par ailleurs, lorsque les lois de commande utilisées sont purement non linéaires, la robustesse de ces dispositifs de commande n'est pas assurée.
La thèse présentée par Xavier ROBDAM à l'Institut National Polytechnique de Toulouse, "Variateur de vitesse pour machine asynchrone", thèse INPT publiée en 1991, porte sur le développement de lois de commande robustes et sur le 2o contrble de la vitesse sans capteur mécanique.
Le variateur de vitesse pour machine asynchrone décrit fait appel à l'implantation de lois de commande numériques robustes ainsi qu'à la reconstitution des grandeurs fondamentales non mesurées, ~ savoir: le flux statorique, la vitesse et le couple.
Les inconvénients du variateur de vitesse pour machine asynchrone décrit dans ce document sont:
- un contr8le linéaire du module du flux statorique dont l'ajustement est empirique, 3D - un contrBle linéaire du couple électromagnétique valable essentiellement pour les faibles valeurs de la pulsation des courants rotoriques et - une dynamique de réponse en boucle fermée de la , boucle de couple insuffisante.
Le correcteur et le dispositif pour la commande du , couple électromagnétique d°une machine asynchrone de 218 9 4 i 1P~,~96,0031, l'invention se distingue du variateur de vitesse dcrit dans ce document en ce que:
- la grandeur flux rotorique remplace la grandeur flux " statorique ce qui permet une commande non linaire du type linarisation entre-sortie afin de garantir des performances dynamiques maximales, - la robustesse de la rgulation de flux est assure par un correcteur du type proportionnel intgral "sans zro"
plac en amont de la loi de commande non linaire, - la commande du couple lectromagntique est ralise par l'association d'un correcteur linaire afin d'obtenir le meilleur compromis performance/robustesse sur le contr8le du couple, et - la singularit de flux lors du dmarrage, savoir l'augmentation vers l'infini du courant au dmarrage, est leve au moyen d'une limitation adapte.
Le document "COntr8le d'une machine asynchrone par estimation robuste de la vitesse', Journal de Physique, Mars 1992, pages 439 453 de Xavier ROBOAM et al., complte le document cit prcdemment et donne les rsultats obtenus en fonction des perturbations auxquellles 1e variateur est soumis.
La solution propose repose sur la rgulation du flux rotorique par une loi dynamique ne prenant pas en compte la robustesse paramtrique, et notamment la robustesse face une variation de l'inductance mutuelle xm.
Les rsultats obtenus montrent essentiellement les bonnes performances, de reconstruction de la vitesse et du flux.
Cette solution n'aborde toutefois pas les problèmes de performance dynamique et de robustesse des contr8les du couple et du flux.
Ces documents sont basés sur l'initialisation du référentiel tournant, à savoir: le repère (d,q), sur le vecteur courant statorique de la machine asynchrone.
2189+71 Il résulte d' une telle initialisation et du fait que l'axe d et l'axe q du repère diphasé tournant sont en quadrature, que:
- la valeur de la composante sur l'axe q du courant statorique notée isq est nulle, isq=0, ainsi que sa dérivée temporelle, disq/dt=0, et - la valeur de la composante sur l'axe d du courant statorique notée isd est égale au module du courant statorique is.
l0 I1 découle de ce qui précède l'introduction de la robustesse du fait que le référentiel est orienté sur une mesure fiable et précise du courant statorique is, ce qui n'est pas le cas lorsque T axe d du repère tournant est orienté initialement sur l'axe du flux rotorique ou statorique de la machine asynchrone, ces grandeurs n°étant pas des grandeurs mesurées contrairement au courant statorique.
Aussi un but de l'invention est-il un correcteur et un dispositif pour la commande de la vitesse d'une machine asynchrone insensible aux perturbations, principalement dues aux incertitudes de modélisation et aux variations paramétriques.
En d'autres termes, un but de l'invention est d'augmenter la robustesse des lois de commande des dispositifs de contrble de la vitesse des machines asynchrones, en minimisant la dégradation des performances dynamiques.
I1 découla de ce qui précède qu'un but de l'invention est de trouver le meilleur compromis entre performance et robustesse lors de la régulation de flux et de la commande du couple électromagnétique de la machine asynchrone.
Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone dans lequel le réglage du correcteur de flux ne se fait pas par le biais d'une méthode empirique. , wo 96nsssa 5 2 Q ~ 94 71 Conformément à l'invention, le correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone par une régulation du flux magnétique ~ et par ' une commande du couple électromagnétique Cm se caractérise par:
- un circuit de régulation du flux magnétique rotorique ~r, à commande non linéaire utilisant la linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statique, définie par l'équation 1 o isd -xm ~rd dans laquelle, ~sd est la consigne du courant statorique dans l'axe dr .
est la consigne du module du flux rotorique, ~rd est la composante d du flux rotorique, xm est l'inductance mutuelle (ou magnétisante), et dont la sortie contr6le la composante d du courant statorique is, - un premier correcteur linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie v est l'entrée dudit circuit de régulation, - un deuxième correcteur linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie contr8le la pulsation des courants rotoriques a~sl~
Le correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone par une régulation du flux magnétique ~ et par une commande du couple électromagnétique Cm de l'invention satisfait également 8 l'une des caractéristiques suivantes:
- le deuxième correcteur est complété par un circuit à
commande non linéarisante défini par l'équation A _1 A B _1 msl - ~ Bc ( B) _ Bc ~ Cm + Bc C B) vcm 218 9 4 71 pCT~6100317 Tr avec 2' _ __1 _ ~sN ~r , pc s , gc xr r dans laquelle, ' A est le paramètre caractérisant le point de fonctionnement en couple, ~cm est l'entrée dudit correcteur, 2r est la constante de temps rotorique, ose est la pulsation statorique nominale, xr est la réactance rotorique, et dont l'entrée est définie par la sortie vcm dudit deuxième correcteur et dont la sortie contr8le la pulsation des courants rotoriques arsl, - le circuit de régulation du flux est défini par l'équation ~ ~-2' ~Sd xm sat(~rd) dans laquelle la fonction sat(ø~) est une fonction non linéaire de limitation définie par le système d'équâtions:
~rd s~ ~rd > ~~
min sat(~rd) ° ~rd s~ ~rd s Q'rd min min ~2 _ _1 rN
avec 4'rd X i min m sm~
dans lequel, Q~ N est le flux rotorique nominal, I est le courant maximal admissible par le sm~
convertisseur et/ou la machine asynchrone, - le circuit de régulation du flux est défini par l'équation R'O 96!28884 ~ PCTIFR961003i7 w w 1 ~2 Xm(~r2'emr) sat(ørd) dans laquelle, imm est l'estimation du courant magntisant, et 2w , imm) est une fonction rsultant de x (~
m r l'identification de la caractristique statique de magntisation, - la sortie des premier et deuxime correcteurs est la diffrence entre une action proportionnelle et une action intgrale, ladite action intgrale rsultant de la lo diffrence pondre par un gain ki, respectivement kic~
, et l'estimation respectivement C
entre la consigne ?w m , du flux ~r2,respectivement de l'estimation du couple Cm, et ladite action proportionnelle rsultant de la pondration par un gain kp, respectivement kpc, de l'estimation du flux ?, respectivement de l'estimation du couple Cm.
Conformment l'invention, le dispositif de commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone par une rgulation du flux magntique ~ et par une commande du couple lectromagntique Cm, le dispositif tant constitu 2o de moyens de commande associs une source d'alimentation et d'un correcteur Rem, est caractris en ce que le correcteur R~ est dfini tel qu'indiqu prcdemment.
Dans un tel dispositif, la machine asynchrone tant commande au moyen d'une alimentation en tension, l'alimentation en tension est boucle en courant par un troisime correcteur Rint dispos en cascade avec le correcteur Rte.
Conformment l'invention, le procd pour la commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone par une rgulation du flux magntique ~ et par une commande du couple lectromagntique Cm, au moyen d'un dispositif constitu de moyens de commande associs une source d'alimentation et d'un correcteur Rte, défini tel 218 9 4 71 P~,~6100317 qu'indiqué précédemment, est caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à:
- effectuer une régulation du flux magnétique rotorique ~r su moyen d'un circuit de régulation é commande non linéaire utilisant la linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statiques - effectuer une action intégrale puis proportionnelle de manière à obtenir la variable v d'entrée dudit circuit de régulation, et lo - effectuer une action intégrale puis proportïonnelle de manière à contr8ler la pulsation des courants rotoriques msl-Le procédé de 1°invention est susceptible de comporter l'une des étapes suivantes consistant à:
- compléter l'action intégrale puis proportionnelle pour contr8ler la pulsation des courants rotoriques wsl par une loi de commande linéarisante de maniére à s'affranchir des variations du point de fonctionnement de la machine asynchrone, 2p - fixer une valeur de courant maximum lors du démarrage de la machine asynchrone ou lors du fonctionnement en régime défluxé, - adapter la réactance mutuelle statique xm de maniére à s'affranchir de sa variation lors du fonctionnement de la machine asynchrone en régime défluxë.
Un avantage du correcteur, du dispositif et du procédé
de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone de l'invention est de proposer un meilleur compromis entre les performances dynamiques et la robustesse 3o de la régulation de flux et de la commande du couple électromagnétique.
Cet avantage est dti, d'une part, au fait que les performances dynamiques sont obtenues par l'utilisation de , lois de commande non-linéaires et, d'autre part, au fait que la robustesse résulte de la mise en oeuvre de correcteurs du type Proportionnel Intégral "sans zéro" disposés en amont des lois de commande non-linéaires.
Un autre avantage du correcteur, du dispositif et du ' procédé de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone de l'invention est qu'ils permettent de s'affranchir de façon implicite de la singularité de flux lors du démarrage de la machine asynchrone.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description des 1o modes de réalisation préférés du correcteur et du dispositif pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone, description faite en liaison avec les dessins dans lesquels:
- la figure 1 représente un schéma d'ensemble d'une structure connue d'un dispositif de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone comprenant un ensemble EL, basé sur un actionneur de courant Id, et un correcteur Rem, objet de l'invention, - la figure 2 représente un schéma d'ensemble d'une 2o structure connue d'un dispositif de commande du couple électromagnétique comprenant un ensemble EL, basé sur un actionneur de tension Ud, et un correcteur Rem, objet de l'invention, - la figure 3 représente un schéma illustrant un premier mode de réalisation préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à l'invention comportant une boucle de correction du flux du type globalement non linéaire et une boucle de correction du couple du type linéaire, - la figure 4 représente un schéma illustrant un deuxième mode de réalisation préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine ' asynchrone conforme à l'invention comportant une boucle de correction du flux et une boucle de correction du couple, toutes deux du type globalement non linéaire.
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ pCT1FR96100317 W~ 96128884 La figure 1 représente un schéma d'ensemble d'une structure connue d'un dispositif de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone comprenant un ensemble EL, basé sur un actionneur de courant Id, et un 5 correcteur Rem objet de l'invention.
conformément au schéma d'ensemble représenté sur cette figure 1, l'ensemble EL, connue de l'art antérieur, comporte un moteur asynchrone M du type triphasé alimenté par un onduleur de courant OI auquel est associé un moyen de lo commande C à modulation de largeur d'impulsions et une source de courant Id commandée.
Les valeurs du flux et du couple de la machine asynchrone sont reconstituées, selon une méthode connue de l'art antérieur, au moyen d'un observateur O.
Ces valeurs reconstituées du flux et du couple de la machine asynchrone sont envoyées sur le correcteur Rem, objet de l'invention, lequel fourni des valeurs de commande de la pulsation des courants rotoriques fonction des valeurs de consigne de flux et de couple.
2o La figure 2 représente un schéma d'ensemble d°une structure connue d'un dispositif de commande du couple électromagnétique comprenant un ensemble EL, basé sur un actionneur de tension üd, et un correcteur Rem objet de l'invention.
Le schéma d'ensemble représenté à la figure 2 diffère du schéma d'ensemble représenté à la figure 1 en ce que la machine asynchrone M est alimenté au moyen d'un onduleur de tension oU commandée au moyen d'une alimentation en tension Ud bouclée en courant par un correcteur Rint disposé en cascade avec le correcteur R~
Le correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à
l'invention est basé sur l'initialisation de l'axe d du repère diphasé tournant sur le vecteur courant statorique de la machine asynchrone.
~1~9471 R'O 96128584 11 PCT1FR96100317 Comme indiqué précédemment, il résulte d'une telle initialisation et du fait que l'axe d et l'axe q du repère diphasé tournant sont en quadrature, que la valeur de la composante sur l' axe q du courant statorique notée isq est nulle, isq=0, ainsi que sa dérivée temporelle, disq/dt=0.
En introduisant le fait que la valeur de la composante sur l'axe q du courant statorique is est nulle dans les équations en régime transitoire de la machine asynchrone, on obtient une loi de commande linéarisante pour la commande du module du flux rotorique donnée par l'expression en valeurs réduites suivante:
1 ~Z
isd = x -m ~rd dans laquelle isd est la consigne du courant statorique dans l'axe d, est la consigne du module du flux rotorique, ~rd est la composante d du flux rotorique, et xm est l'inductance mutuelle (ou magnétisante).
Connaissant la régulation souhaitée à appliquer au flux rotorique, il importe de déterminer la régulation à
appliquer au couple de la machine asynchrone.
L'expression de la dynamique de couple tenant compte de la régulation du flux rotorique est alors définie comme suit:
2' ~2' 2*
dCm = ~ ~~ C + ~sN ~r dt zr ~2 m xr ~2 sl rd rd dans laquelle, Cm est le couple électromagnétique, wsN est la pulsation statorique nominale, a~si est la pulsation des courants rotoriques, tr est la constante de temps rotorique, et xr est la réactance rotorique.
WO 96128884 12 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ PCT1FR96100317 La figure 3 représente un schéma illustrant un premier mode de réalisation préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à l'invention comportant une boucle de correction , du flux du type non linéaire et une boucle de correction du couple du type linéaire.
La boucle de correction du flux se compose d'un circuit de régulation 3 du flux magnétique rotorique ~r. é
commande non linéaire utilisant la linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statique, définie par l'équation ~ r isd = X -m ~rd dans laquelle, ~sd est la consigne du courant statorique dans 1°axe d, ~2 est la consigne du module du flux rotorique, ~rd est la composante d du flux rotorique, xm est 1°inductance mutuelle (ou magnétisante), et dont la sortie contr8le la composante d du courant statorique is .
2o Cette boucle de correction du flux peut de plus comprendre un premier correcteur 1 linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie v est l'entrée du circuit de régulation 3.
Comme représenté à la figure 3, le premier correcteur I linéaire du type proportionnel intégral est de préférence un correcteur linéaire de type proportionnel intégral '°sans zéro".
Un correcteur de type proportionnel intégral "sans zéro" est un correcteur de type proportionnel intégral qui 3o garanti une fonction de transfert en boucle fermée vis-~-vis de la consigne qui ne présente pas de dépassement sur une réponse indicielle. -La boucle de correction du couple se compose d'un deuxième correcteur 2 linéaire du type proportionnel R'O 96128884 I3 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~CTIFR96f00317 intégral, de préférence "sans zéro", dont la sortie contr8le la pulsation des courants rotoriques msl~
La figure 4 représente un schéma illustrant un deuxième mode de réalisation préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à l'invention comportant une boucle de correction du fluX et une boucle de correction du couple, toutes deux du type globalement non linéaire.
Le schéma illustrant ce deuxième mode de réalisation l0 préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à
l'invention diffère du schéma illustrant le premier mode de réalisation préféré en ce que le deuxi8me correcteur 2 est complété par un circuit 8 commande non linéarisante 4.
Ce circuit à commande non linéarisante 4 est défini par l'équation Bc~ C
ms. c \ J c m Bc B cm 1 * _1 pc= -Tr, Bc- zr rd avec 2.
1 ~sN ~r r, gc= rr dans laquelle, 8 est le paramètre caractérisant le point de fonctionnement en couple, vcm est l'entrée dudit correcteur, tr est la constante de temps rotorique, msN est la pulsation statorique nominale, xr est la réactance rotorique, et dont l'entrée est définie par la sortie vcm dudit deuxième correcteur et dont la sortie contrôle la pulsation des courants rotoriques msl~
I1 découle de ce qui précède que c'est le mérite de la demanderesse que de proposer un correcteur pour la commande W0 96128884 14 pCTlFR96100317 du couple électromagnétique d'une machine asynchrone dans lequel la commande du module du flux rotorique est effectuée par une action non linéaire sur le composante d du courant statorique et dans lequel la commande du couple est , effectuée par un correcteur du type proportionnel intégral "sans zéro" par action sur la pulsation des courants _ rotoriques msl, combinée 8 une loi de commande linéarisante.
Quel que soit le mode de réalisation considéré, le circuit de régulation du flux 3 est avantageusement défini l0 par l'équation . 1 rpr2' ~sd - xm sat(~rd) dans laquelle la fonction sat(ørd) est une fonction non linéaire de limitation définie par le système d°équations:
~rd si ~rd > ~rd min sat(~rd) ° ~~ si ørd s ~rd min min _ _1 '~rN
avec ~rdmin Xm ls max dans lequel, est le flux rotorique nominal, Is est le courant maximal admissible par le max convertisseur et/ou la machine asynchrone.
Le circuit de régulation du flux 3 peut également étre défini par l'équation 2=
~sd- ~(~2',pmr) sot(~rd) dans laquelle, i~ est l'estimation du courant magnétisant, et xm(~?=. imr) est une fonction résultant de l'identification de la caractéristique statique de magnétisation.
~1~947~
R'O 96128884 15 PCTIFR96/00317 L8 sortie des premier 1 et deuxime 2 correcteurs, est de prfrence, la diffrence entre une action proportionnelle et une action intgrale, l'action intgrale ' rsultant de la diffrence pondre par un gain ki, w respectivement kic, entre la consigne ~2 , respectivement Cm, et l'estimation du flux ?,respectivement de l'estimation du couple Cm, et l'action proportionnelle rsultant de la pondration par un gain kp, respectivement kpc, de l'estimation du flux ?, respectivement de l'estimation du couple Cm.
Comme indiqu prcdemment, la prsente invention porte galement sur un dispositif de commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone par une rgulation du flux magntique ~ et par une commande du couple lectromagntique Cm, le dispositif tant constitu de moyens de commande associs une source d' alimentation et d'un correcteur K~, le correcteur K~ tant dfini tel qu'indiqu prcdemment.
Enfin, l'invention porte galement sur un procd pour la commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone par une rgulation du flux magntique ~ et par une commande du couple lectromagntique Cm, au moyen d'un dispositif constitu de moyens de commande associs une source d'alimentation et d'un correcteur Rext dfini tel qu'indiqu prcdemment.
Ce procd comporte les tapes consistant :
- effectuer une rgulation du flux magntique rotorique ~r au moyen d'un circuit de rgulation commande non linaire utilisant la linarisation d'entre-sortie par bouclage statique, - effectuer une action intgrale puis proportionnelle de manire obtenir la variable v d'entre dudit circuit de rgulation, et W O 96128884 16 PCT/FIt96l00317 - effectuer une action intégrale puis proportionnelle de manière à contr8ler la pulsation des courants rotoriques ~sl Ce procédé est susceptible de comporter une étape supplémentaire consistant à compléter l'action intégrale puis proportionnelle pour contr8ler la pulsation des courants rotoriques ~sl par une loi de commande linéarisante de manière à s'affranchir des variations du point de fonctionnement de la machine asynchrone.
l0 T,e procédé est également susceptible de comporter une étape consistant à fixer une valeur de courant maximum lors du démarrage de la machine asynchrone ou lors du fonctionnement en régime défluxé.
Le procédé est également susceptible de comporter une étape consistant à adapter la réactance mutuelle statique xm de manière à s'affranchir de sa variation lors du fonctionnement de la machine asynchrone en régime défluxé.
dCm = ~ ~~ C + ~sN ~r dt zr ~2 m xr ~2 sl rd rd dans laquelle, Cm est le couple électromagnétique, wsN est la pulsation statorique nominale, a~si est la pulsation des courants rotoriques, tr est la constante de temps rotorique, et xr est la réactance rotorique.
WO 96128884 12 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ PCT1FR96100317 La figure 3 représente un schéma illustrant un premier mode de réalisation préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à l'invention comportant une boucle de correction , du flux du type non linéaire et une boucle de correction du couple du type linéaire.
La boucle de correction du flux se compose d'un circuit de régulation 3 du flux magnétique rotorique ~r. é
commande non linéaire utilisant la linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statique, définie par l'équation ~ r isd = X -m ~rd dans laquelle, ~sd est la consigne du courant statorique dans 1°axe d, ~2 est la consigne du module du flux rotorique, ~rd est la composante d du flux rotorique, xm est 1°inductance mutuelle (ou magnétisante), et dont la sortie contr8le la composante d du courant statorique is .
2o Cette boucle de correction du flux peut de plus comprendre un premier correcteur 1 linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie v est l'entrée du circuit de régulation 3.
Comme représenté à la figure 3, le premier correcteur I linéaire du type proportionnel intégral est de préférence un correcteur linéaire de type proportionnel intégral '°sans zéro".
Un correcteur de type proportionnel intégral "sans zéro" est un correcteur de type proportionnel intégral qui 3o garanti une fonction de transfert en boucle fermée vis-~-vis de la consigne qui ne présente pas de dépassement sur une réponse indicielle. -La boucle de correction du couple se compose d'un deuxième correcteur 2 linéaire du type proportionnel R'O 96128884 I3 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~CTIFR96f00317 intégral, de préférence "sans zéro", dont la sortie contr8le la pulsation des courants rotoriques msl~
La figure 4 représente un schéma illustrant un deuxième mode de réalisation préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à l'invention comportant une boucle de correction du fluX et une boucle de correction du couple, toutes deux du type globalement non linéaire.
Le schéma illustrant ce deuxième mode de réalisation l0 préféré du correcteur pour la commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone conforme à
l'invention diffère du schéma illustrant le premier mode de réalisation préféré en ce que le deuxi8me correcteur 2 est complété par un circuit 8 commande non linéarisante 4.
Ce circuit à commande non linéarisante 4 est défini par l'équation Bc~ C
ms. c \ J c m Bc B cm 1 * _1 pc= -Tr, Bc- zr rd avec 2.
1 ~sN ~r r, gc= rr dans laquelle, 8 est le paramètre caractérisant le point de fonctionnement en couple, vcm est l'entrée dudit correcteur, tr est la constante de temps rotorique, msN est la pulsation statorique nominale, xr est la réactance rotorique, et dont l'entrée est définie par la sortie vcm dudit deuxième correcteur et dont la sortie contrôle la pulsation des courants rotoriques msl~
I1 découle de ce qui précède que c'est le mérite de la demanderesse que de proposer un correcteur pour la commande W0 96128884 14 pCTlFR96100317 du couple électromagnétique d'une machine asynchrone dans lequel la commande du module du flux rotorique est effectuée par une action non linéaire sur le composante d du courant statorique et dans lequel la commande du couple est , effectuée par un correcteur du type proportionnel intégral "sans zéro" par action sur la pulsation des courants _ rotoriques msl, combinée 8 une loi de commande linéarisante.
Quel que soit le mode de réalisation considéré, le circuit de régulation du flux 3 est avantageusement défini l0 par l'équation . 1 rpr2' ~sd - xm sat(~rd) dans laquelle la fonction sat(ørd) est une fonction non linéaire de limitation définie par le système d°équations:
~rd si ~rd > ~rd min sat(~rd) ° ~~ si ørd s ~rd min min _ _1 '~rN
avec ~rdmin Xm ls max dans lequel, est le flux rotorique nominal, Is est le courant maximal admissible par le max convertisseur et/ou la machine asynchrone.
Le circuit de régulation du flux 3 peut également étre défini par l'équation 2=
~sd- ~(~2',pmr) sot(~rd) dans laquelle, i~ est l'estimation du courant magnétisant, et xm(~?=. imr) est une fonction résultant de l'identification de la caractéristique statique de magnétisation.
~1~947~
R'O 96128884 15 PCTIFR96/00317 L8 sortie des premier 1 et deuxime 2 correcteurs, est de prfrence, la diffrence entre une action proportionnelle et une action intgrale, l'action intgrale ' rsultant de la diffrence pondre par un gain ki, w respectivement kic, entre la consigne ~2 , respectivement Cm, et l'estimation du flux ?,respectivement de l'estimation du couple Cm, et l'action proportionnelle rsultant de la pondration par un gain kp, respectivement kpc, de l'estimation du flux ?, respectivement de l'estimation du couple Cm.
Comme indiqu prcdemment, la prsente invention porte galement sur un dispositif de commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone par une rgulation du flux magntique ~ et par une commande du couple lectromagntique Cm, le dispositif tant constitu de moyens de commande associs une source d' alimentation et d'un correcteur K~, le correcteur K~ tant dfini tel qu'indiqu prcdemment.
Enfin, l'invention porte galement sur un procd pour la commande du couple lectromagntique d'une machine asynchrone par une rgulation du flux magntique ~ et par une commande du couple lectromagntique Cm, au moyen d'un dispositif constitu de moyens de commande associs une source d'alimentation et d'un correcteur Rext dfini tel qu'indiqu prcdemment.
Ce procd comporte les tapes consistant :
- effectuer une rgulation du flux magntique rotorique ~r au moyen d'un circuit de rgulation commande non linaire utilisant la linarisation d'entre-sortie par bouclage statique, - effectuer une action intgrale puis proportionnelle de manire obtenir la variable v d'entre dudit circuit de rgulation, et W O 96128884 16 PCT/FIt96l00317 - effectuer une action intégrale puis proportionnelle de manière à contr8ler la pulsation des courants rotoriques ~sl Ce procédé est susceptible de comporter une étape supplémentaire consistant à compléter l'action intégrale puis proportionnelle pour contr8ler la pulsation des courants rotoriques ~sl par une loi de commande linéarisante de manière à s'affranchir des variations du point de fonctionnement de la machine asynchrone.
l0 T,e procédé est également susceptible de comporter une étape consistant à fixer une valeur de courant maximum lors du démarrage de la machine asynchrone ou lors du fonctionnement en régime défluxé.
Le procédé est également susceptible de comporter une étape consistant à adapter la réactance mutuelle statique xm de manière à s'affranchir de sa variation lors du fonctionnement de la machine asynchrone en régime défluxé.
Claims (11)
1. Correcteur pour une commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone par une régulation du flux magnétique .PHI. et par une commande du couple électromagnétique C m, caractérisé par:
- un circuit de régulation (3) du flux magnétique rotorique .PHI.r, à commande non linéaire utilisant une linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statique, définie par l'équation dans laquelle, est la consigne du courant statorique dans l'axe d, est la consigne du module du flux rotorique, .PHI.rd est la composante d du flux rotorique, x m est l'inductance mutuelle (ou magnétisante), et dont la sortie contrôle la composante d du courant statorique , - un premier correcteur (1) linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie v est l'entrée dudit circuit de régulation, - un deuxième correcteur (2) linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie contrôle la pulsation des courants rotoriques .omega.s1.
- un circuit de régulation (3) du flux magnétique rotorique .PHI.r, à commande non linéaire utilisant une linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statique, définie par l'équation dans laquelle, est la consigne du courant statorique dans l'axe d, est la consigne du module du flux rotorique, .PHI.rd est la composante d du flux rotorique, x m est l'inductance mutuelle (ou magnétisante), et dont la sortie contrôle la composante d du courant statorique , - un premier correcteur (1) linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie v est l'entrée dudit circuit de régulation, - un deuxième correcteur (2) linéaire du type proportionnel intégral dont la sortie contrôle la pulsation des courants rotoriques .omega.s1.
2. Correcteur selon la revendication 1, dans lequel ledit deuxième correcteur est complété par un circuit à
commande non linéarisante (4) défini par l'équation dans laquelle, .theta. est le paramètre caractérisant le point de fonctionnement en couple, v cm est l'entrée dudit correcteur, .tau.r est la constante de temps rotorique, .omega.sN est la pulsation statorique nominale, x r est la réactance rotorique, et dont l'entrée est définie par la sortie v cm dudit deuxième correcteur et dont la sortie contrôle la pulsation des courants rotoriques .omega.s1.
commande non linéarisante (4) défini par l'équation dans laquelle, .theta. est le paramètre caractérisant le point de fonctionnement en couple, v cm est l'entrée dudit correcteur, .tau.r est la constante de temps rotorique, .omega.sN est la pulsation statorique nominale, x r est la réactance rotorique, et dont l'entrée est définie par la sortie v cm dudit deuxième correcteur et dont la sortie contrôle la pulsation des courants rotoriques .omega.s1.
3. Correcteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel ledit circuit de régulation du flux est défini par l'équation dans laquelle la fonction sat(~rd) est une fonction non linéaire de limitation définie par le système d'équations:
dans lequel, est le flux rotorique nominal, I s max est le courant maximal admissible par le convertisseur et/ou la machine asynchrone.
dans lequel, est le flux rotorique nominal, I s max est le courant maximal admissible par le convertisseur et/ou la machine asynchrone.
4. Correcteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel ledit circuit de régulation du flux est défini par l'équation dans laquelle, i mr est l'estimation du courant magnétisant, et x m(.PHI.~ , i mr) est une fonction résultant de l'identification de la caractéristique statique de magnétisation.
5. Correcteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la sortie des premier et deuxième correcteurs est la différence entre une action proportionnelle et une action intégrale, ladite action intégrale résultant de la différence pondérée par un gain k i, respectivement k ic, entre la consigne ~~, respectivement C~, et l'estimation du flux ~~,respectivement de l'estimation du couple ~m, et ladite action proportionnelle résultant de la pondération par un gain k p, respectivement k pc, de l'estimation du flux ~~, respectivement de l'estimation du couple ~m.
6. Dispositif de commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone par une régulation du flux magnétique .PHI. et par une commande du couple électromagnétique C m, ledit dispositif étant constitué
de moyens de commande associés à une source d'alimentation et d'un correcteur K ext, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit correcteur K ext est défini par l'une quelconque des revendications 1 à 5.
de moyens de commande associés à une source d'alimentation et d'un correcteur K ext, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit correcteur K ext est défini par l'une quelconque des revendications 1 à 5.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel, ladite machine asynchrone étant commandée au moyen d'une alimentation en tension, ladite alimentation en tension est bouclée en courant par un troisième correcteur K int disposé en cascade avec ledit correcteur K ext.
8. Procédé pour une commande du couple électromagnétique d'une machine asynchrone par une régulation du flux magnétique .PHI. et par une commande du couple électromagnétique C m, au moyen d'un dispositif constitué de moyens de commande associés à une source d'alimentation et d'un correcteur K ext défini par l'une quelconque des revendications 1 à 7, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à:
- effectuer une régulation du flux magnétique rotorique .PHI.r au moyen d'un circuit de régulation à
commande non linéaire utilisant une linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statique, - effectuer une action intégrale puis proportionnelle de manière à obtenir la variable v d'entrée dudit circuit de régulation, et - effectuer une action intégrale puis proportionnelle de manière à contrôler la pulsation des courants rotoriques .omega.sl
- effectuer une régulation du flux magnétique rotorique .PHI.r au moyen d'un circuit de régulation à
commande non linéaire utilisant une linéarisation d'entrée-sortie par bouclage statique, - effectuer une action intégrale puis proportionnelle de manière à obtenir la variable v d'entrée dudit circuit de régulation, et - effectuer une action intégrale puis proportionnelle de manière à contrôler la pulsation des courants rotoriques .omega.sl
9. Procédé selon la revendication 8, comportant une étape supplémentaire consistant à compléter ladite action intégrale puis proportionnelle pour contrôler ladite pulsation des courants rotoriques .omega.sl par une loi de commande linéarisante de manière à s'affranchir des variations du point de fonctionnement de ladite machine asynchrone.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, comportant une étape consistant à fixer une valeur de courant maximum lors du démarrage de ladite machine asynchrone ou lors du fonctionnement en régime défluxé.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, comportant une étape consistant à adapter la réactance mutuelle statique x m de manière à
s'affranchir de sa variation lors du fonctionnement de ladite machine asynchrone en régime défluxé.
s'affranchir de sa variation lors du fonctionnement de ladite machine asynchrone en régime défluxé.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9502768A FR2731568B1 (fr) | 1995-03-09 | 1995-03-09 | Correcteur, dispositif et procede pour la commande du couple electromagnetique d'une machine asynchrone |
| FR95/02768 | 1995-03-09 | ||
| PCT/FR1996/000317 WO1996028884A1 (fr) | 1995-03-09 | 1996-02-29 | Correcteur, dispositif et procede pour la commande du couple electromagnetique d'une machine asynchrone |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2189471A1 CA2189471A1 (fr) | 1996-09-19 |
| CA2189471C true CA2189471C (fr) | 2006-06-27 |
Family
ID=36644829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002189471A Expired - Fee Related CA2189471C (fr) | 1995-03-09 | 1996-02-29 | Correcteur, dispositif et procede pour la commande du couple electromagnetique d'une machine asynchrone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA2189471C (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476982C1 (ru) * | 2011-08-01 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ управления электромагнитным моментом асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором |
-
1996
- 1996-02-29 CA CA002189471A patent/CA2189471C/fr not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476982C1 (ru) * | 2011-08-01 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ управления электромагнитным моментом асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2189471A1 (fr) | 1996-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1881594B1 (fr) | Procédé d'ajustement de paramètres d'un moteur synchrone et variateur de vitesse utilisant un tel procédé | |
| EP0579948B1 (fr) | Dispositif de commande d'un moteur asynchrone | |
| US7292003B1 (en) | Starter/generator with permanent magnet generator position indicator | |
| US3775649A (en) | Method and apparatus for the operation of an automatically controlled synchronous machine | |
| EP2246973A2 (fr) | Procédé de détermination de la position du vecteur de flux d'un moteur | |
| FR2911698A1 (fr) | Dispositif de commande d'actionneur electromecanique. | |
| EP0759225B1 (fr) | Correcteur, dispositif et procede pour la commande du couple electromagnetique d'une machine asynchrone | |
| US4266168A (en) | D.C. Motor speed control | |
| FR2868221A1 (fr) | Dispositif de commande de vecteur d'une machine synchrone de type a enroulement d'excitation | |
| GB2323984A (en) | Induction motor control method | |
| CA2189471C (fr) | Correcteur, dispositif et procede pour la commande du couple electromagnetique d'une machine asynchrone | |
| FR2509101A1 (fr) | Entrainement electrique a moteur asynchrone | |
| EP0407253B1 (fr) | Dispositif de mesure dynamique du couple d'un moteur autosynchrone et dispositif de commande asservie d'un moteur autosynchrone utilisant ce dispositif | |
| EP0469508B1 (fr) | Procédé et dispositif d'estimation de flux d'induction magnétique d'un moteur asynchrone, en vue notamment de la commande de ce moteur par régulation de flux | |
| FR2775140A1 (fr) | Simulateur de machine synchrone et procede de simulation d'une machine synchrone | |
| EP0335269B1 (fr) | Méthode de fonctionnement par flux magnétique pour un moteur à induction | |
| EP0469509B1 (fr) | Procédé et dispositif de commande de moteur asynchrone par régulation de flux d'induction magnétique | |
| US4454461A (en) | Apparatus for the control of a salient-pole machine | |
| Nasser et al. | Speed Control of Three Phase Induction Motor Using Scalar Method and PID Controller | |
| US4475070A (en) | Motor torque control with improved linearity | |
| JPS58133167A (ja) | ２つの電気的交流量の共通周波数を求めるための装置 | |
| FR2706955A1 (en) | Control circuit for active magnetic bearing | |
| EP0120749B1 (fr) | Procédé et dispositif de mesure du glissement d'un moteur | |
| SU974333A1 (ru) | След щий электропривод | |
| US12047022B2 (en) | Field weakening regulator for CVFR current regulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request | ||
| MKLA | Lapsed |
Effective date: 20150302 |