CA2972945A1 - Procede et dispositif de conversion de courant et vehicule comportant un tel dispositif - Google Patents
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Abstract
La présente invention vise un procédé (10) de conversion de courant pour un véhicule comportant : - un moteur électrique triphasé, - deux onduleurs triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux, la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit « vecteur spatial de référence » qui comporte les étapes suivantes : - application (11) d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux d'un onduleur, - application (12) d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur, - soustraction (13) du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - alimentation (14) du moteur électrique en courant électrique, la tension qui induit le courant électrique étant relative au vecteur issu de la soustraction.
Description
PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE CONVERSION DE COURANT ET VÉHICULE
COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF
Domaine de l'invention La présente invention vise un procédé et un dispositif de conversion de courant et un véhicule comportant un tel dispositif.
La présente invention s'applique au domaine de l'électronique.
Plus particulièrement, la présente invention s'applique au domaine de la conversion de courant continu pour alimenter un moteur d'un véhicule à
propulsion au moins partiellement électrique.
État de la technique Augmenter l'autonomie et la performance de véhicules électriques et hybrides, dans la traction électrique tels les trains et les tramways, par exemple, mais aussi dans les variateurs de vitesse portatifs tout en limitant les coûts sont des objectifs majeurs du secteur de la conversion de l'énergie électrique.
Les dispositifs d'alimentation en courant continu de moteurs de véhicules hybrides ou électriques actuels comportent des sources d'alimentation électriques, autonomes ou non, dont la tension délivrée doit être augmentée afin que la tension aux bornes d'un onduleur triphasé alimentant en courant un moteur électrique soit suffisante.
Cependant, les moyens utilisés, tels des hacheurs élévateurs de tension, par exemple, sont couteux, prennent un volume considérable et ont un poids conséquent ce qui affecte directement les performances du véhicule. Les moyens utilisés ont pour but d'atténuer les ondulations des courants électriques en sortie de la source d'alimentation électrique autonome pour délivrer à l'onduleur un courant électrique proche d'un courant continu. L'efficacité du dispositif est d'environ quatre-vingt un pourcents.
Aussi, comme les moyens classiques ont davantage de pertes, il est nécessaire d'avoir des dissipateurs thermiques suffisants afin de refroidir les équipements.
Finalement, la profondeur de décharge (ou DOD acronyme de Depth Of Discharge en terminologie anglo-saxonne) diminue exponentiellement avec le nombre de décharges de la source d'alimentation électrique autonome. Le
COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF
Domaine de l'invention La présente invention vise un procédé et un dispositif de conversion de courant et un véhicule comportant un tel dispositif.
La présente invention s'applique au domaine de l'électronique.
Plus particulièrement, la présente invention s'applique au domaine de la conversion de courant continu pour alimenter un moteur d'un véhicule à
propulsion au moins partiellement électrique.
État de la technique Augmenter l'autonomie et la performance de véhicules électriques et hybrides, dans la traction électrique tels les trains et les tramways, par exemple, mais aussi dans les variateurs de vitesse portatifs tout en limitant les coûts sont des objectifs majeurs du secteur de la conversion de l'énergie électrique.
Les dispositifs d'alimentation en courant continu de moteurs de véhicules hybrides ou électriques actuels comportent des sources d'alimentation électriques, autonomes ou non, dont la tension délivrée doit être augmentée afin que la tension aux bornes d'un onduleur triphasé alimentant en courant un moteur électrique soit suffisante.
Cependant, les moyens utilisés, tels des hacheurs élévateurs de tension, par exemple, sont couteux, prennent un volume considérable et ont un poids conséquent ce qui affecte directement les performances du véhicule. Les moyens utilisés ont pour but d'atténuer les ondulations des courants électriques en sortie de la source d'alimentation électrique autonome pour délivrer à l'onduleur un courant électrique proche d'un courant continu. L'efficacité du dispositif est d'environ quatre-vingt un pourcents.
Aussi, comme les moyens classiques ont davantage de pertes, il est nécessaire d'avoir des dissipateurs thermiques suffisants afin de refroidir les équipements.
Finalement, la profondeur de décharge (ou DOD acronyme de Depth Of Discharge en terminologie anglo-saxonne) diminue exponentiellement avec le nombre de décharges de la source d'alimentation électrique autonome. Le
2 PCT/FR2016/050012 rendement des moyens utilisés actuellement affecte directement la rapidité de décharge et donc la durée de vie de la source d'alimentation électrique autonome.
Il existe aussi des dispositifs comportant des onduleurs comportant plusieurs étages. Cependant, ces dispositifs présentent des pertes en rendement induites par un grand nombre de commutations, des tensions nulles aussi nommés ZeroSequence Voltage , d'acronyme ZSV, en terminologie anglo-saxonne, ainsi qu'une tension en mode commun aussi appelé Common Mode Voltage , d'acronyme CMV, en terminologie anglo-saxonne.
Obiet de l'invention La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention vise un procédé de conversion de courant pour un véhicule comportant :
- un moteur électrique triphasé, - deux onduleurs triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence qui comporte les étapes suivantes :
- application d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux d'un onduleur, - application d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur, - soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - alimentation du moteur électrique en courant électrique, la tension qui induit le courant électrique étant relative au vecteur issu de la soustraction.
Grâce à la modulation active de six vecteurs spatiaux, le nombre de commutations des interrupteurs des onduleurs est de trente trois pourcents, et donc la perte de puissance est diminuée. Aussi, le dispositif objet de la présente invention, permet de diminuer le courant en mode commun en pointe et en valeur efficace. Donc, la commande d'un moteur est améliorée et la durée de vie du
Il existe aussi des dispositifs comportant des onduleurs comportant plusieurs étages. Cependant, ces dispositifs présentent des pertes en rendement induites par un grand nombre de commutations, des tensions nulles aussi nommés ZeroSequence Voltage , d'acronyme ZSV, en terminologie anglo-saxonne, ainsi qu'une tension en mode commun aussi appelé Common Mode Voltage , d'acronyme CMV, en terminologie anglo-saxonne.
Obiet de l'invention La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention vise un procédé de conversion de courant pour un véhicule comportant :
- un moteur électrique triphasé, - deux onduleurs triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence qui comporte les étapes suivantes :
- application d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux d'un onduleur, - application d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur, - soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - alimentation du moteur électrique en courant électrique, la tension qui induit le courant électrique étant relative au vecteur issu de la soustraction.
Grâce à la modulation active de six vecteurs spatiaux, le nombre de commutations des interrupteurs des onduleurs est de trente trois pourcents, et donc la perte de puissance est diminuée. Aussi, le dispositif objet de la présente invention, permet de diminuer le courant en mode commun en pointe et en valeur efficace. Donc, la commande d'un moteur est améliorée et la durée de vie du
3 PCT/FR2016/050012 moteur est accrue. En outre, il y a une diminution des interférences électromagnétiques.
De plus, l'ondulation du courant consommé par une source d'alimentation électrique autonome est réduite ce qui contribue à prolonger la durée de vie de la source d'alimentation électrique autonome et à limiter la capacité de filtrage d'un bus continu.
Les harmoniques, en ce qui concerne la motorisation, sont également limitées à hauteur de trois pourcents par rapport à la fréquence fondamentale ce qui ne dégrade pas par échauffement le moteur utilisé.
En outre, le rendement est de quatre-vingt six pourcents environ avec un tel procédé. La commande de chaque onduleur indépendamment par modulation de largeur d'impulsion (MLI ou PWM acronyme de Pulse Width Modulation en terminologie anglo-saxonne) utilise uniquement les valeurs instantanées des tensions de chaque phase et permettent de diminuer les pertes dues aux ZSV et CMV.
Dans des modes de réalisation, les séquences d'activation sont configurées pour que les vecteurs de référence soient déphasés.
L'avantage de ces modes de réalisation est de diminuer l'amplitude du CMV et du ZSV.
Dans des modes de réalisation, chaque séquence d'activation d'un onduleur est configurée pour que deux vecteurs spatiaux de l'onduleur, V, et V1+1, avec i un entier compris entre un et six, soit activés consécutivement par la séquence d'activation.
Ces modes de réalisation, permettent de limiter les perturbations dues au ZSV et au CMV à un tiers du courant continu en entrée des onduleurs.
Dans des modes de réalisation, pour un onduleur On commandé selon une modulation conventionnelle de huit vecteurs spatiaux Vi avec i un entier entre zéro et sept, avec n un entier entre un et deux :
- le rapport cyclique conventionnel, 07,csvm d'un vecteur V, activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
sin(in On) OC'n' Vn (f) ref ,p u sin() - le rapport cyclique conventionnel, ceil+i,csvm du vecteur V1+1 activé
consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
De plus, l'ondulation du courant consommé par une source d'alimentation électrique autonome est réduite ce qui contribue à prolonger la durée de vie de la source d'alimentation électrique autonome et à limiter la capacité de filtrage d'un bus continu.
Les harmoniques, en ce qui concerne la motorisation, sont également limitées à hauteur de trois pourcents par rapport à la fréquence fondamentale ce qui ne dégrade pas par échauffement le moteur utilisé.
En outre, le rendement est de quatre-vingt six pourcents environ avec un tel procédé. La commande de chaque onduleur indépendamment par modulation de largeur d'impulsion (MLI ou PWM acronyme de Pulse Width Modulation en terminologie anglo-saxonne) utilise uniquement les valeurs instantanées des tensions de chaque phase et permettent de diminuer les pertes dues aux ZSV et CMV.
Dans des modes de réalisation, les séquences d'activation sont configurées pour que les vecteurs de référence soient déphasés.
L'avantage de ces modes de réalisation est de diminuer l'amplitude du CMV et du ZSV.
Dans des modes de réalisation, chaque séquence d'activation d'un onduleur est configurée pour que deux vecteurs spatiaux de l'onduleur, V, et V1+1, avec i un entier compris entre un et six, soit activés consécutivement par la séquence d'activation.
Ces modes de réalisation, permettent de limiter les perturbations dues au ZSV et au CMV à un tiers du courant continu en entrée des onduleurs.
Dans des modes de réalisation, pour un onduleur On commandé selon une modulation conventionnelle de huit vecteurs spatiaux Vi avec i un entier entre zéro et sept, avec n un entier entre un et deux :
- le rapport cyclique conventionnel, 07,csvm d'un vecteur V, activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
sin(in On) OC'n' Vn (f) ref ,p u sin() - le rapport cyclique conventionnel, ceil+i,csvm du vecteur V1+1 activé
consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
4 PCT/FR2016/050012 irn (sin (On¨(i-1)2i) i (X +1,CSVM¨ vref,pu sin (2i) ) (g) où, i est un entier compris entre un et six, On est la phase du vecteur de référence conventionnel, et Vrnef,puest le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V1, - le vecteur spatial de référence conventionnel, ernef ,CSVM de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
,õ.n (Vo 117 ) ernef ,CSVM CSVM + C+1 + ,CSVM ______________ + +
(j)2 Ces modes de réalisation présentent l'avantage de commander les onduleurs selon une modulation de vecteurs spatiaux conventionnelle.
Dans des modes de réalisation, pour un onduleur On, avec n un entier entre un et deux :
- le rapport cyclique modifié, o, d'un vecteur V1 activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
n 1 c<i+i,csvm¨c<i,csvm 1 n OC = 2 2 = 2 Vref,pn sin (on ¨ (i ¨ D13) (a) - le rapport cyclique modifié,o+1, du vecteur V1,1 activé consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
ocn _ + ceil+i,csvm-cel,,csvm = vrnef ,pu sin (On ¨ (i ¨)'13) (b) où, i est un entier compris entre un et six, On est la phase du vecteur de référence conventionnel, et Vrnef,pn est le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V1, - le vecteur spatial de référence modifié, Vrnef de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
l/rnef = 2Vi+1 (c>+1,csvm = 1-cei2+11/i+i (c) L'avantage de ces modes de réalisation est d'augmenter la norme maximale du vecteur spatial total et donc la tension et le courant d'alimentation du moteur électrique.
Dans des modes de réalisation, les séquences d'activation sont indépendantes.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage de pouvoir choisir un décalage de phase entre les vecteurs spatiaux de référence de chaque onduleur
,õ.n (Vo 117 ) ernef ,CSVM CSVM + C+1 + ,CSVM ______________ + +
(j)2 Ces modes de réalisation présentent l'avantage de commander les onduleurs selon une modulation de vecteurs spatiaux conventionnelle.
Dans des modes de réalisation, pour un onduleur On, avec n un entier entre un et deux :
- le rapport cyclique modifié, o, d'un vecteur V1 activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
n 1 c<i+i,csvm¨c<i,csvm 1 n OC = 2 2 = 2 Vref,pn sin (on ¨ (i ¨ D13) (a) - le rapport cyclique modifié,o+1, du vecteur V1,1 activé consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
ocn _ + ceil+i,csvm-cel,,csvm = vrnef ,pu sin (On ¨ (i ¨)'13) (b) où, i est un entier compris entre un et six, On est la phase du vecteur de référence conventionnel, et Vrnef,pn est le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V1, - le vecteur spatial de référence modifié, Vrnef de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
l/rnef = 2Vi+1 (c>+1,csvm = 1-cei2+11/i+i (c) L'avantage de ces modes de réalisation est d'augmenter la norme maximale du vecteur spatial total et donc la tension et le courant d'alimentation du moteur électrique.
Dans des modes de réalisation, les séquences d'activation sont indépendantes.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage de pouvoir choisir un décalage de phase entre les vecteurs spatiaux de référence de chaque onduleur
5 PCT/FR2016/050012 afin d'augmenter au maximum la tension du courant électrique d'alimentation du moteur électrique. Par exemple, la valeur de la tension qui induit le courant électrique d'alimentation du moteur électrique peut être doublée avec un décalage de phase entre les tensions de référence entre zéro et cent quatre-vingt degrés.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif de conversion de courant qui comporte :
- deux onduleurs triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence - des moyens d'application d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux d'un onduleur, - des moyens d'application d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur, - des moyens de soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - des moyens de connexion à une source d'alimentation électrique.
Les avantages, buts et caractéristiques particuliers du dispositif objet de la présente invention étant similaires à ceux du procédé objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un véhicule qui comporte un dispositif objet de la présente invention et un moteur électrique triphasé.
Les avantages, buts et caractéristiques particuliers du véhicule objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Brève description des figures D'autres avantages, buts et caractéristiques particuliers de l'invention ressortiront de la description non-limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier d'un procédé et d'un dispositif de conversion de courant et d'un véhicule comportant un tel dispositif, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif de conversion de courant qui comporte :
- deux onduleurs triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence - des moyens d'application d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux d'un onduleur, - des moyens d'application d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur, - des moyens de soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - des moyens de connexion à une source d'alimentation électrique.
Les avantages, buts et caractéristiques particuliers du dispositif objet de la présente invention étant similaires à ceux du procédé objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un véhicule qui comporte un dispositif objet de la présente invention et un moteur électrique triphasé.
Les avantages, buts et caractéristiques particuliers du véhicule objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Brève description des figures D'autres avantages, buts et caractéristiques particuliers de l'invention ressortiront de la description non-limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier d'un procédé et d'un dispositif de conversion de courant et d'un véhicule comportant un tel dispositif, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
6 PCT/FR2016/050012 - la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier d'un procédé objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier d'un dispositif objet de la présente invention, - les figures 3a et 3b représentent, schématiquement, des vecteurs de référence dans un repère orthonormé (a, i3) dans le cadre de la présente invention, - la figure 4 représente, un vecteur représentatif de la tension en entrée d'un moteur électrique triphasé dans un repère orthonormé (a, i3) dans le cadre de la présente invention et - la figure 5 représente, un mode de réalisation particulier d'un véhicule objet de la présente invention.
Description d'exemples de réalisation de l'invention On note dès à présent que les figures ne sont pas à l'échelle.
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d'un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On observe sur la figure 1, un mode de réalisation particulier 10 d'un procédé objet de la présente invention pour un véhicule 50 comportant :
- un moteur électrique triphasé 245, - deux onduleurs triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence .
qui comporte les étapes suivantes :
- application 11 d'une séquence d'activation 260 aux vecteurs spatiaux d'un onduleur dit onduleur 01 , - application 12 d'une séquence d'activation 265 aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur dit onduleur 02 , - soustraction 13 du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et
Description d'exemples de réalisation de l'invention On note dès à présent que les figures ne sont pas à l'échelle.
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d'un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On observe sur la figure 1, un mode de réalisation particulier 10 d'un procédé objet de la présente invention pour un véhicule 50 comportant :
- un moteur électrique triphasé 245, - deux onduleurs triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence .
qui comporte les étapes suivantes :
- application 11 d'une séquence d'activation 260 aux vecteurs spatiaux d'un onduleur dit onduleur 01 , - application 12 d'une séquence d'activation 265 aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur dit onduleur 02 , - soustraction 13 du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et
7 PCT/FR2016/050012 - alimentation 14 du moteur électrique en courant électrique, la tension qui induit le courant électrique étant relative au vecteur issu de la soustraction.
On définit les six vecteurs spatiaux de chaque onduleur, V1, V2, V3, V4, V5, V6, comme ayant la même norme et tels que l'angle entre la direction d'un vecteur V, et la direction d'un vecteur V1+1, avec i un entier entre un et six, est de soixante degrés. En définissant l'origine des six vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6, au même point déterminé d'un repère orthonormé (a,6), les extrémités des vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6, définissent un hexagone régulier. Le vecteur V1 est définit comme étant parallèle à l'axe a du repère orthonormé (a, 6). La construction des vecteurs spatiaux est visible sur la figure 3a.
Les deux vecteurs Vo et V7 correspondent à des vecteurs nuls et sont positionnés au centre de l'hexagone régulier défini par les vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6.
L'onduleur, 01 ou 02, comporte six interrupteurs de puissance qui sont commandés par les moyens d'application d'une séquence d'activation, 260 ou 265. Trois couples d'interrupteurs de puissance sont montés en parallèles. Les interrupteurs de puissance ont deux états, l'état ouvert ou l'état fermé. Pour l'activation d'un interrupteur de puissance par couple, en état ouvert ou fermé, l'autre interrupteur de puissance est commandé dans l'autre état. Les vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6, correspondent chacun à une combinaison d'activation des six interrupteurs de puissance différente. La séquence d'activation des vecteurs spatiaux correspond à une séquence d'activation des interrupteurs de puissance. Le vecteur Vo correspond à la fermeture des premiers interrupteurs recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs. Le vecteur V7 correspond à l'ouverture des premiers interrupteurs recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs.
Le moteur électrique comporte trois phases pa, pb et pc.
Chaque séquence d'activation, 260 ou 265, d'un onduleur, 01 ou 02, est configurée pour que deux vecteurs spatiaux de l'onduleur, V, et V1+1, avec i un entier compris entre un et six, soit activés consécutivement par la séquence d'activation, 260 ou 265.
La séquence d'activation 260 de l'onduleur 01 comporte six sous séquences mise en oeuvre de la première sous-séquence à la sixième sous-séquence.
On définit les six vecteurs spatiaux de chaque onduleur, V1, V2, V3, V4, V5, V6, comme ayant la même norme et tels que l'angle entre la direction d'un vecteur V, et la direction d'un vecteur V1+1, avec i un entier entre un et six, est de soixante degrés. En définissant l'origine des six vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6, au même point déterminé d'un repère orthonormé (a,6), les extrémités des vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6, définissent un hexagone régulier. Le vecteur V1 est définit comme étant parallèle à l'axe a du repère orthonormé (a, 6). La construction des vecteurs spatiaux est visible sur la figure 3a.
Les deux vecteurs Vo et V7 correspondent à des vecteurs nuls et sont positionnés au centre de l'hexagone régulier défini par les vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6.
L'onduleur, 01 ou 02, comporte six interrupteurs de puissance qui sont commandés par les moyens d'application d'une séquence d'activation, 260 ou 265. Trois couples d'interrupteurs de puissance sont montés en parallèles. Les interrupteurs de puissance ont deux états, l'état ouvert ou l'état fermé. Pour l'activation d'un interrupteur de puissance par couple, en état ouvert ou fermé, l'autre interrupteur de puissance est commandé dans l'autre état. Les vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6, correspondent chacun à une combinaison d'activation des six interrupteurs de puissance différente. La séquence d'activation des vecteurs spatiaux correspond à une séquence d'activation des interrupteurs de puissance. Le vecteur Vo correspond à la fermeture des premiers interrupteurs recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs. Le vecteur V7 correspond à l'ouverture des premiers interrupteurs recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs.
Le moteur électrique comporte trois phases pa, pb et pc.
Chaque séquence d'activation, 260 ou 265, d'un onduleur, 01 ou 02, est configurée pour que deux vecteurs spatiaux de l'onduleur, V, et V1+1, avec i un entier compris entre un et six, soit activés consécutivement par la séquence d'activation, 260 ou 265.
La séquence d'activation 260 de l'onduleur 01 comporte six sous séquences mise en oeuvre de la première sous-séquence à la sixième sous-séquence.
8 PCT/FR2016/050012 Dans la première sous-séquence, le vecteur V1 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1+t2, puis le vecteur V2 est activé pendant une durée Ts ¨
(t1+t2). La durée Ts correspond à une période d'un signal d'horloge. La durée Ts peut être définie comme la période d'une sous-séquence.
Dans la deuxième sous-séquence, le vecteur V2 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1+t2, puis le vecteur V3 est activé pendant une durée Ts ¨
(t1 +t2).
Dans la troisième sous-séquence, le vecteur V3 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1+t2, puis le vecteur V4 est activé pendant une durée Ts ¨
(t1+t2).
Dans la quatrième sous-séquence, le vecteur V4 de l'onduleur 01 est activé pendant une durée t1 +t2, puis le vecteur V5 est activé pendant une durée Ts ¨ (t1 +t2).
Dans la cinquième sous-séquence, le vecteur V5 de l'onduleur 01 est activé pendant une durée t1+t2, puis le vecteur V6 est activé pendant une durée Ts ¨ (t1 +t2).
La séquence d'activation265 de l'onduleur 02 comporte six sous séquences mise en oeuvre de la première sous-séquence à la sixième sous-séquence.
Dans la première sous-séquence, le vecteur V3 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1, puis le vecteur V4 est activé pendant une durée Ts ¨ t1.
Dans la deuxième sous-séquence, le vecteur V4 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1, puis le vecteur V5 est activé pendant une durée Ts ¨ t1.
Dans la troisième sous-séquence, le vecteur V5 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1, puis le vecteur V6 est activé pendant une durée Ts ¨ t1.
Dans la quatrième sous-séquence, le vecteur V6 de l'onduleur 01 est activé pendant une durée t1, puis le vecteur V1 est activé pendant une durée Ts ¨
t1.
Dans la cinquième sous-séquence, le vecteur V1 de l'onduleur 01 est activé pendant une durée t1, puis le vecteur V2 est activé pendant une durée Ts ¨
t1.
Dans la sixième sous-séquence, le vecteur V2 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1, puis le vecteur V3 est activé pendant une durée Ts ¨ t1.
pendant une durée t1+t2, puis le vecteur V2 est activé pendant une durée Ts ¨
(t1+t2). La durée Ts correspond à une période d'un signal d'horloge. La durée Ts peut être définie comme la période d'une sous-séquence.
Dans la deuxième sous-séquence, le vecteur V2 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1+t2, puis le vecteur V3 est activé pendant une durée Ts ¨
(t1 +t2).
Dans la troisième sous-séquence, le vecteur V3 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1+t2, puis le vecteur V4 est activé pendant une durée Ts ¨
(t1+t2).
Dans la quatrième sous-séquence, le vecteur V4 de l'onduleur 01 est activé pendant une durée t1 +t2, puis le vecteur V5 est activé pendant une durée Ts ¨ (t1 +t2).
Dans la cinquième sous-séquence, le vecteur V5 de l'onduleur 01 est activé pendant une durée t1+t2, puis le vecteur V6 est activé pendant une durée Ts ¨ (t1 +t2).
La séquence d'activation265 de l'onduleur 02 comporte six sous séquences mise en oeuvre de la première sous-séquence à la sixième sous-séquence.
Dans la première sous-séquence, le vecteur V3 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1, puis le vecteur V4 est activé pendant une durée Ts ¨ t1.
Dans la deuxième sous-séquence, le vecteur V4 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1, puis le vecteur V5 est activé pendant une durée Ts ¨ t1.
Dans la troisième sous-séquence, le vecteur V5 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1, puis le vecteur V6 est activé pendant une durée Ts ¨ t1.
Dans la quatrième sous-séquence, le vecteur V6 de l'onduleur 01 est activé pendant une durée t1, puis le vecteur V1 est activé pendant une durée Ts ¨
t1.
Dans la cinquième sous-séquence, le vecteur V1 de l'onduleur 01 est activé pendant une durée t1, puis le vecteur V2 est activé pendant une durée Ts ¨
t1.
Dans la sixième sous-séquence, le vecteur V2 de l'onduleur 01 est activé
pendant une durée t1, puis le vecteur V3 est activé pendant une durée Ts ¨ t1.
9 PCT/FR2016/050012 Les séquences d'activation 260 de l'onduleur 01 et 265 de l'onduleur 02 sont activées consécutivement en commençant par la première sous-séquence de chaque séquence d'activation aux étapes 11 et 12. Puis les séquences d'activation, 260 et 265, sont répétées jusqu'à l'arrêt de la commande de mise en fonctionnement du moteur électrique. Dans des modes de réalisation, la séquence d'activation de l'onduleur 01 commence par une sous-séquence de la séquence d'activation et la séquence d'activation de l'onduleur 02 commence par une sous-séquence de la séquence d'activation telle que les vecteurs activés dans la sous-séquence sont différents des vecteurs activés de la sous-séquence de commencement de la séquence d'activation de l'onduleur 01.
La durée Ts est une période prédéterminée qui est de l'ordre de 100 las selon les performances du dispositif numérique utilisé pour commander les onduleurs 01 et 02, par exemple. Plus le dispositif est performant, plus Ts est faible. Les opérations arithmétiques de la détermination des séquences d'activation, 260 et 265, sont exécutables pendant la période de commande Ts.
Les durées t1 et t2 sont définies selon la formule e.
f tl = Tsmin(ocil, oci2) lt2 = Tsmax(ocil, o(i2) (e) Le rapport cycliqueocilest défini à la formule (a) et relatif à l'onduleur 01.
Le rapport cyclique oci2 est défini à la formule (a) et relatif à l'onduleur 02.
Dans des modes de réalisation dans lesquels une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux est mise en oeuvre, les durées t1 et t2 sont définies selon la formule ecsvm.
tl = Tsmin ( t2 = Tsmax((xi,csvm1 , (xi,csvm2) ((xi,csvm1 , (xi,csvm2) (ecsvm) Les deux vecteurs de référence 17f,p, et 17,2eLpu, des onduleurs 01 et 02 respectivement, peuvent être égaux.
Dans des modes de réalisation, les séquences d'activation, 260 et 265, sont indépendantes. Les onduleurs sont donc contrôlés indépendamment.
Les séquences d'activation, 260 et 265, sont configurées pour que les vecteurs de référence soient déphasés. Le moteur électrique triphasé est alimenté
en courant par trois phases. Si les courants de chaque phase du moteur électrique sont en phase, le moteur électrique ne fonctionne pas. Un déphasage des vecteurs de référence implique un déphasage entre les phases du moteur électrique qui fonctionne.
Les rapports cycliques de chaque vecteur actif V; et du vecteur activé
consécutivement V1,1 obtenus par une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux (ou CSVM acronyme de ConventionnalSpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne) sont définis aux formules f et g. Un rapport cyclique peut être défini comme étant le temps d'activation d'un vecteur divisé par la durée Ts. On définit les formules suivantes pour un onduleur On commandé selon une modulation conventionnelle de huit vecteurs spatiaux V; avec i un entier entre zéro et sept, avec n un entier entre un et deux.
Le rapport cyclique conventionnel, 07,csvm d'un vecteur V; activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
sin(g¨On) Vn (f) ref ,pu 3 Ir sin(7) Le rapport cyclique conventionnel, (x'r+ 1,csvm du vecteur V1,1 activé
consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
õn (sin (On¨(i-1))\
_______________________________ ) i C( +1,CSVM¨ V re f sin (2ir) (g) où, i est un entier compris entre un et six, On est la phase du vecteur de référence conventionnel, et Vrnef,pu est le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial Vi.
Le vecteur spatial de référence conventionnel, erne f ,CSVM de l'onduleur activé
par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
,n ,n V (Vo 117) ernef ,CSVM =Ceil CSVM + o+1,csvm i+i+ ________________ + (j) Dans ces modes de réalisation, l'étape 13 est réalisée selon la formule dcsvm en considérant que chaque onduleur, 01 et 02, est connecté à une même source d'alimentation électrique. Si les normes des vecteurs de référence des onduleurs, 01 et 02, sont égales, la formule d est simplifiée et aboutit à la formule hcsvm.
Ventréemoteur = Vrlef ,CSVM r7r2ef,CSVM (dCSVM) Ventréemoteur = 2 Ileref,csvm II sin (62'92) eiCr+esre92 ) (hcsvm) Avec 01 et 02 la phase du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur 01 et de l'onduleur 02 respectivement, Ventrée moteur le vecteur représentatif de la tension en entrée du moteur électrique triphasé 245 et Il eref,CSVM Il la norme des vecteurs de référence des onduleurs 01 et 02, considérés égales.
La tension qui induit le courant électrique est donnée par la formule icsvm dans laquelle Vdc est la valeur de la tension en sortie de la source d'alimentation électrique.
Ileentréemoteuril = 2 111/ref,csvm II sin (92) 217d, sin (15202) (iCSVM) Les rapports cycliques oci,csvm et oci+1,csvm définis aux formules f et g sont modifiés pour obtenir les rapports cycliques oci et oci+1. Les rapports cycliques, oci et oci+1, sont tels que le temps pendant lequel le vecteur V, est actif est égal au temps pendant lequel le vecteur V1+1 est inactif dans une même sous-séquence et réciproquement. Grâce à la modulation active de six vecteurs spatiaux, le nombre de commutations de l'onduleur est réduit et la valeur maximale du vecteur de référence modifié de l'onduleur est augmentée. De plus, deux phases du moteur électrique parmi les trois phases pa, pb et pc, sont alimentées en courant électrique positif ou négatif, une seule phase subit des changements.
Pour un onduleur On, avec n un entier entre un et deux, les rapports cycliques modifiés sont données par les formules a et b.
Le rapport cyclique modifié, o, d'un vecteur V, activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
n 1 c<1+1,csvm-c<icsvm 1 n (X = = 2 ' = 2 ,n (=
,pu sin (On ¨ (i ¨1)13) (a) Le rapport cyclique modifié,o+1, du vecteur V1+1 activé consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
1 c<t+i,CSVM¨c<t,CSVM 1 n = 2 m 2 = 7 + Vref,pu sin (On ¨ (i ¨ (b) où, i est un entier compris entre un et six, On est la phase du vecteur de référence conventionnel, et Vrnef ,pu est le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V,.
Et le vecteur spatial de référence modifié, Vrnef de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
l/rnef = 2171+1 + (c>+1,csvm¨CCSVM)1712-171 = C>C1i2 +C>C1i2+1 ei+1 (C) L'étape 13 est réalisée selon la formule d en considérant que chaque onduleur, 01 et 02, est connecté à une même source d'alimentation électrique.
Si les normes des vecteurs de référence des onduleurs, 01 et 02, sont égales, la formule d est simplifiée et aboutit à la formule h.
v _ = rie f rf V2e d) eentréemoteur ( eentréemoteur = 2 Ileref II sin (62192) eirre2) (h) Avec 01 et 02 la phase du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur 01 et de l'onduleur 02 respectivement, eentrée moteurle vecteur représentatif de la tension en entrée du moteur électrique triphasé 245 et eref II la norme des vecteurs de référence des onduleurs 01 et 02, considérés égales.
La tension qui induit le courant électrique est donnée par la formule i dans laquelle Vdc est la valeur de la tension en sortie de la source d'alimentation électrique.
Il eentréemoteuril = 2 IIVref II sin (62O2) ¨67.\:2g Võ sin (6202) (i) Préférentiellement l'angle entre les vecteurs de référence des onduleurs 01 et 02 est supérieur à soixante degrés.
Les séquences d'activation sont telles que, pour la première sous-séquence, par exemple :
- pour la durée t1, la phase pa est alimentée par la tension positive en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par deux et la phase pb est alimentée par la tension négative en sortie de la source d'alimentation électrique, - pour la durée t2, la phase pa est alimentée par la tension positive en sortie de la source d'alimentation électrique, la phase pb est alimentée par la tension négative en sortie de la source d'alimentation électrique et la phase pc est alimentée par la tension négative en sortie de la source d'alimentation électrique et - pour la durée Ts ¨(t1 +t2), la phase pa est alimentée par la tension positive en sortie de la source d'alimentation électrique et la phase pc est alimentée par la tension négative en sortie de la source d'alimentation électrique.
Le procédé 10 objet de la présente invention permet de calculer un ZSV
pour chaque onduleur. Le ZSV du dispositif objet de l'invention étant la soustraction du ZSV de l'onduleur 01 par le ZSV de l'onduleur 02. Le CMV du dispositif objet de l'invention est calculé en faisant la moyenne des ZSV des onduleurs 01 et 02.
Onduleur01 1 2 3 4 5 6 Onduleur 02 1 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 2Vdc 0 Vdc 0 Vdc 0 6 ¨7.
3 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 4 Vdc0 Vdc 0 Vdc 0 _ _ _ _ 6 _ 6 _ 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 6Vdc 0 Vdc 0 Vdc 0 Tableau 1 : valeurs ZSV du dispositif objet de la présente invention pour chaque sous-séquence d'activation On observe sur le tableau 1, les valeurs ZSV du procédé 10 et du dispositif 5 20 objets de la présente invention pour chaque sous-séquence d'activation. Ces valeurs sont la valeur positive de tension en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par trois, zéro ou la valeur négative de tension en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par trois, la valeur de la tension en sortie de la source d'alimentation électrique étant Onduleur 01 1 2 3 4 5 6 Onduleur 0 1 Vdc0 Vdc 0 Vdc 0 ¨ ¨
_ _ 6 _ 6 _ 2 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 3 Vdc0 Vdc 0 Vdc 0 _ _ _ _ 6 _ 6 _ 4 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 5 Vdc0 Vdc 0 Vdc 0 _ _ _ _ 6 _ 6 _ 6 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc Tableau 2 : valeurs CMV du dispositif objet de la présente invention pour chaque sous-séquence d'activation On observe sur le tableau 2, les valeurs CMV du procédé 10 et du dispositif 20 objets de la présente invention pour chaque sous-séquence d'activation. Ces valeurs sont la valeur positive de tension en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par trois, zéro ou la valeur négative de tension en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par trois, la valeur de la tension en sortie de la source d'alimentation électrique étant Le procédé 10 et le dispositif 20 objets de la présente invention permet de supprimer les moyens d'amplification utilisés actuellement, tels des survolteurs de tension en sortie de la source d'alimentation électrique, par exemple.
On observe sur la figure 2, un mode de réalisation particulier 20 d'un dispositif objet de la présente invention qui comporte :
- deux onduleurs triphasés, 225 et 235, chaque onduleur, 225 ou 235, étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux, la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence - des moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 260 aux vecteurs spatiaux d'un onduleur 225, - des moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 265 aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur 230, - des moyens de soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur 225 au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur 235 et - des moyens de connexion, 205 et 210, à une source d'alimentation électrique 200.
L'onduleur 225 comporte six interrupteurs 230 de puissance qui sont commandés par les moyens d'application 255d'une séquence d'activation 260.
Trois couples d'interrupteurs 230 de puissance sont montés en parallèles. Les interrupteurs 230 de puissance ont deux états, ouvert ou fermé. Pour l'activation d'un interrupteur 230 de puissance par couple, en position ouverte ou fermée, l'autre interrupteur 230 de puissance est commandé dans l'autre position.
Les vecteurs spatiaux Vo, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, correspondent chacun à
une combinaison d'activation des six interrupteurs 235 de puissance différente. La séquence d'activation 260 des vecteurs spatiaux correspond à une séquence d'activation des interrupteurs 230 de puissance. Le vecteur Vo correspond à la fermeture des premiers interrupteurs 230 recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs 230. Le vecteur V7 correspond à l'ouverture des premiers interrupteurs 230 recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs 230.
L'onduleur 235 comporte six interrupteurs 240 de puissance qui sont commandés par les moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 265.
Trois couples d'interrupteurs 240 de puissance sont montés en parallèles. Les interrupteurs 240 de puissance ont deux états, ouvert ou fermé. Pour l'activation d'un interrupteur 240 de puissance par couple, en état ouvert ou fermé, l'autre interrupteur 240 de puissance est commandé dans l'autre état.
Les vecteurs spatiaux Vo, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, correspondent chacun à
une combinaison d'activation différente des six interrupteurs 240 de puissance. La séquence d'activation 265 des vecteurs spatiaux correspond à une séquence d'activation des interrupteurs 240 de puissance. Le vecteur Vo correspond à la fermeture des premiers interrupteurs 240 recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs 240. Le vecteur V7 correspond à l'ouverture des premiers interrupteurs 240 recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs 240.
Un interrupteur, 230 ou 240, de puissance peut être une diode et un transistor montés en parallèle. Préférentiellement, les interrupteurs, 230 ou 240, de puissance sont des transistors MOSFET (acronyme de Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor en terminologie anglo-saxonne) ou des transistors IGBT (acronyme de InsulatedGateBipolar Transistor en terminologie anglo-saxonne).
Les moyens d'alimentation 200 à une source de courant continu peuvent être une source d'alimentation électrique autonome ou une source d'électricité
connectée au réseau national.
Les moyens de connexion, 205 et 210, peuvent être des conducteurs électriques. Les moyens de connexion peuvent comporter des condensateurs 215 et 220 filtrant les ondulations du courant d'un bus continu. La valeur de la capacité
des condensateurs 215 et 220 dépend du taux d'ondulation du courant du bus continue. Le bus continu est le courant électrique en sortie des moyens d'alimentation 200.
Préférentiellement, les onduleurs 225 et 235 sont identiques.
L'onduleur 225 est préférentiellement l'onduleur 01 décrit à la description de la figure 1 et l'onduleur 235 est préférentiellement l'onduleur 02 décrit à
la description de la figure 1.
Chaque séquence d'activation, 260 ou 265, est préférentiellement une activation successive, périodique, de chaque interrupteur, 230 ou 240, de puissance. Les séquences d'activation 260 et 265, sont préférentiellement les séquences d'activation décrites à la description de la figure 1.
Chaque onduleur, 225 ou 235, a trois conducteurs électriques en sortie et trois courants sont disponibles en sortie de chaque onduleur, 225 ou 230.
Préférentiellement, les signaux en sortie de chaque conducteur sont similaires mais déphasés les uns par rapport aux autres de 27c/3 radiants. Le moteur électrique 245 comporte trois phases 250 dites pa, pb ou pc conformément à la description de la figure 1. Chaque conducteur électrique est connecté à une phase, pa, pb ou pc, du moteur électrique 245.
Préférentiellement, le moteur électrique 245 est un moteur asynchrone triphasé.
Les moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 260 aux vecteurs spatiaux d'un onduleur 225 et moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 265 aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur 230 sont préférentiellement un microcontrôleur générant un signal de commande numérique pendant la période Ts.
Les moyens de soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur 225 au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur 235 sont préférentiellement réalisés en connectant un onduleur 235 au pôle négatif de la source d'alimentation électrique 200 et un onduleur 225 au pôle positif de la source d'alimentation électrique 200. Les tensions délivrées aux onduleurs, 225 et 235, étant de signes opposés, la soustraction est réalisée automatiquement.
Préférentiellement, le dispositif 20 est tel que chaque élément de chaque onduleur, 225 ou 235, est branché symétriquement par rapport au moteur électrique 245.
Le dispositif 20 met en oeuvre le procédé 10 décrit à la description de la figure 1.
Les représentations dont les résultats sont représentés aux figures 3a, 3b, 4a et 4b, sont des représentations effectuées au moyen d'un mode de réalisation 20 d'un dispositif objet de la présente invention.
On observe sur les figures 3a et 3b, des vecteurs de référence dans un repère orthonormé (a, [3.) dans le cadre de la présente invention, La figure 3a, représente une graphique 30a dans le référentiel orthonormé
(a,13), représentatif :
- de points 305 d'une courbe de valeurs d'un vecteur de référence d'un onduleur 01 ou 02, - des vecteurs de référence, V7.1-ef et V2 en sortie de l'onduleur 01 et de l'onduleur 02 respectivement, pendant la première sous-séquence des séquences d'activation 260 et 265 et - des vecteurs spatiaux Vo, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, de chaque onduleur, 01 et 02.
On définit les six vecteurs spatiaux de chaque onduleur, V1, V2, V3, V4, V53 V5, comme ayant la même norme et tels que l'angle entre la direction d'un vecteur V, et la direction d'un vecteur V1+1, avec i un entier entre un et six, est de soixante degrés. En définissant l'origine des six vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V5, au même point déterminé d'un repère orthonormé (a,6), les extrémités des vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6, définissent un hexagone régulier. Le vecteur V1 est définit comme étant parallèle à l'axe a du repère orthonormé (a, 13).
Les deux vecteurs Vo et V7 correspondent à des vecteurs nuls et sont positionnés au centre de l'hexagone régulier définit par les vecteurs spatiaux V2, V3, V4, V5, V6.
Le vecteur Vrlef est en transition entre le vecteur spatial V1 et le vecteur spatial V2 selon la description de la première sous-séquence d'activation de l'onduleur 01 décrite à la description de la figure 1.
Le vecteur Vr2ef est en transition entre le vecteur spatial V3 et le vecteur spatial V4 selon la description de la première sous-séquence d'activation de l'onduleur 01 décrite à la description de la figure 1.
On observe sur le graphique 30b de la figure 3b, une comparaison des valeurs maximales des vecteurs de référence pour une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux et pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1, dans un référentiel orthonormé (a, 13) pour des valeurs positives de cc et 13.
Le graphique 30b représente :
- de points 310 d'une courbe de valeurs d'un vecteurerlef ,CSVM
représentatif d'une tension de référence pour une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux, - de points 305 d'une courbe de valeurs d'un vecteurVrief représentatif d'une tension de référence pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1, - d'une courbe 300 représentative d'une tension de référence pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1, extrapolée à
partir des points 305, - d'un vecteur 320 représentatif du vecteur spatial V1 de l'onduleur, 01 ou 02, et - d'un vecteur 315 représentatif du vecteur spatial V2 de l'onduleur, 01 ou 02.
On observe que les valeurs maximales des vecteurs de référence pour une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux sont inférieures aux valeurs maximales des vecteurs de référence pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1.
On observe sur la figure 4, un graphique 40 résultat d'une simulation vectorielle, pour un mode de réalisation d'un dispositif 20 objet de la présente invention, dans le référentiel orthonormé (a,13), représentatif :
- de points 310 d'une courbe de valeurs d'un vecteur erlef ,CSVM
représentatif d'une tension de référence pour une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux, - d'une courbe 300 représentative d'une tension de référenceVrlef pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1, extrapolée à partir des points 305, - des vecteurs de référence, V.,-ef et Vr2e f , en sortie de l'onduleur 01 et de l'onduleur 02 respectivement, pendant la première sous-séquence des séquences d'activation 260 et 265 et - du vecteur 400 représentatif de la tension qui induit le courant électrique disponible en entrée du moteur électrique 245.
On observe sur la figure 4 que la norme du vecteur 400 est supérieure à la norme des vecteurs Vl et Vr2ef. On observe aussi que la norme du vecteur 400 est supérieure à la valeur maximale atteignable en sortie d'un onduleur modulé
conventionnellement ou selon la description de la figure 1. La norme du vecteur 400 correspond à la tension disponible en entrée du moteur électrique 245 du dispositif 20 objet de la présente invention.
On observe sur la figure 5, un mode de réalisation particulier 50 d'un véhicule objet de la présente invention.
Le véhicule 50 peut être tout type de véhicule électrique ou hybride, tel une voiture, un train ou un tramway, par exemple.
Le véhicule 50 comporte un mode de réalisation 20 d'un dispositif objet de la présente invention. Le mode de réalisation 20 du dispositif objet de la présente invention est préférentiellement connecté à des moyens d'alimentation en courant continu du véhicule 50 et à un moteur électrique triphasé du véhicule 50.
La durée Ts est une période prédéterminée qui est de l'ordre de 100 las selon les performances du dispositif numérique utilisé pour commander les onduleurs 01 et 02, par exemple. Plus le dispositif est performant, plus Ts est faible. Les opérations arithmétiques de la détermination des séquences d'activation, 260 et 265, sont exécutables pendant la période de commande Ts.
Les durées t1 et t2 sont définies selon la formule e.
f tl = Tsmin(ocil, oci2) lt2 = Tsmax(ocil, o(i2) (e) Le rapport cycliqueocilest défini à la formule (a) et relatif à l'onduleur 01.
Le rapport cyclique oci2 est défini à la formule (a) et relatif à l'onduleur 02.
Dans des modes de réalisation dans lesquels une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux est mise en oeuvre, les durées t1 et t2 sont définies selon la formule ecsvm.
tl = Tsmin ( t2 = Tsmax((xi,csvm1 , (xi,csvm2) ((xi,csvm1 , (xi,csvm2) (ecsvm) Les deux vecteurs de référence 17f,p, et 17,2eLpu, des onduleurs 01 et 02 respectivement, peuvent être égaux.
Dans des modes de réalisation, les séquences d'activation, 260 et 265, sont indépendantes. Les onduleurs sont donc contrôlés indépendamment.
Les séquences d'activation, 260 et 265, sont configurées pour que les vecteurs de référence soient déphasés. Le moteur électrique triphasé est alimenté
en courant par trois phases. Si les courants de chaque phase du moteur électrique sont en phase, le moteur électrique ne fonctionne pas. Un déphasage des vecteurs de référence implique un déphasage entre les phases du moteur électrique qui fonctionne.
Les rapports cycliques de chaque vecteur actif V; et du vecteur activé
consécutivement V1,1 obtenus par une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux (ou CSVM acronyme de ConventionnalSpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne) sont définis aux formules f et g. Un rapport cyclique peut être défini comme étant le temps d'activation d'un vecteur divisé par la durée Ts. On définit les formules suivantes pour un onduleur On commandé selon une modulation conventionnelle de huit vecteurs spatiaux V; avec i un entier entre zéro et sept, avec n un entier entre un et deux.
Le rapport cyclique conventionnel, 07,csvm d'un vecteur V; activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
sin(g¨On) Vn (f) ref ,pu 3 Ir sin(7) Le rapport cyclique conventionnel, (x'r+ 1,csvm du vecteur V1,1 activé
consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
õn (sin (On¨(i-1))\
_______________________________ ) i C( +1,CSVM¨ V re f sin (2ir) (g) où, i est un entier compris entre un et six, On est la phase du vecteur de référence conventionnel, et Vrnef,pu est le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial Vi.
Le vecteur spatial de référence conventionnel, erne f ,CSVM de l'onduleur activé
par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
,n ,n V (Vo 117) ernef ,CSVM =Ceil CSVM + o+1,csvm i+i+ ________________ + (j) Dans ces modes de réalisation, l'étape 13 est réalisée selon la formule dcsvm en considérant que chaque onduleur, 01 et 02, est connecté à une même source d'alimentation électrique. Si les normes des vecteurs de référence des onduleurs, 01 et 02, sont égales, la formule d est simplifiée et aboutit à la formule hcsvm.
Ventréemoteur = Vrlef ,CSVM r7r2ef,CSVM (dCSVM) Ventréemoteur = 2 Ileref,csvm II sin (62'92) eiCr+esre92 ) (hcsvm) Avec 01 et 02 la phase du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur 01 et de l'onduleur 02 respectivement, Ventrée moteur le vecteur représentatif de la tension en entrée du moteur électrique triphasé 245 et Il eref,CSVM Il la norme des vecteurs de référence des onduleurs 01 et 02, considérés égales.
La tension qui induit le courant électrique est donnée par la formule icsvm dans laquelle Vdc est la valeur de la tension en sortie de la source d'alimentation électrique.
Ileentréemoteuril = 2 111/ref,csvm II sin (92) 217d, sin (15202) (iCSVM) Les rapports cycliques oci,csvm et oci+1,csvm définis aux formules f et g sont modifiés pour obtenir les rapports cycliques oci et oci+1. Les rapports cycliques, oci et oci+1, sont tels que le temps pendant lequel le vecteur V, est actif est égal au temps pendant lequel le vecteur V1+1 est inactif dans une même sous-séquence et réciproquement. Grâce à la modulation active de six vecteurs spatiaux, le nombre de commutations de l'onduleur est réduit et la valeur maximale du vecteur de référence modifié de l'onduleur est augmentée. De plus, deux phases du moteur électrique parmi les trois phases pa, pb et pc, sont alimentées en courant électrique positif ou négatif, une seule phase subit des changements.
Pour un onduleur On, avec n un entier entre un et deux, les rapports cycliques modifiés sont données par les formules a et b.
Le rapport cyclique modifié, o, d'un vecteur V, activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
n 1 c<1+1,csvm-c<icsvm 1 n (X = = 2 ' = 2 ,n (=
,pu sin (On ¨ (i ¨1)13) (a) Le rapport cyclique modifié,o+1, du vecteur V1+1 activé consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
1 c<t+i,CSVM¨c<t,CSVM 1 n = 2 m 2 = 7 + Vref,pu sin (On ¨ (i ¨ (b) où, i est un entier compris entre un et six, On est la phase du vecteur de référence conventionnel, et Vrnef ,pu est le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V,.
Et le vecteur spatial de référence modifié, Vrnef de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
l/rnef = 2171+1 + (c>+1,csvm¨CCSVM)1712-171 = C>C1i2 +C>C1i2+1 ei+1 (C) L'étape 13 est réalisée selon la formule d en considérant que chaque onduleur, 01 et 02, est connecté à une même source d'alimentation électrique.
Si les normes des vecteurs de référence des onduleurs, 01 et 02, sont égales, la formule d est simplifiée et aboutit à la formule h.
v _ = rie f rf V2e d) eentréemoteur ( eentréemoteur = 2 Ileref II sin (62192) eirre2) (h) Avec 01 et 02 la phase du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur 01 et de l'onduleur 02 respectivement, eentrée moteurle vecteur représentatif de la tension en entrée du moteur électrique triphasé 245 et eref II la norme des vecteurs de référence des onduleurs 01 et 02, considérés égales.
La tension qui induit le courant électrique est donnée par la formule i dans laquelle Vdc est la valeur de la tension en sortie de la source d'alimentation électrique.
Il eentréemoteuril = 2 IIVref II sin (62O2) ¨67.\:2g Võ sin (6202) (i) Préférentiellement l'angle entre les vecteurs de référence des onduleurs 01 et 02 est supérieur à soixante degrés.
Les séquences d'activation sont telles que, pour la première sous-séquence, par exemple :
- pour la durée t1, la phase pa est alimentée par la tension positive en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par deux et la phase pb est alimentée par la tension négative en sortie de la source d'alimentation électrique, - pour la durée t2, la phase pa est alimentée par la tension positive en sortie de la source d'alimentation électrique, la phase pb est alimentée par la tension négative en sortie de la source d'alimentation électrique et la phase pc est alimentée par la tension négative en sortie de la source d'alimentation électrique et - pour la durée Ts ¨(t1 +t2), la phase pa est alimentée par la tension positive en sortie de la source d'alimentation électrique et la phase pc est alimentée par la tension négative en sortie de la source d'alimentation électrique.
Le procédé 10 objet de la présente invention permet de calculer un ZSV
pour chaque onduleur. Le ZSV du dispositif objet de l'invention étant la soustraction du ZSV de l'onduleur 01 par le ZSV de l'onduleur 02. Le CMV du dispositif objet de l'invention est calculé en faisant la moyenne des ZSV des onduleurs 01 et 02.
Onduleur01 1 2 3 4 5 6 Onduleur 02 1 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 2Vdc 0 Vdc 0 Vdc 0 6 ¨7.
3 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 4 Vdc0 Vdc 0 Vdc 0 _ _ _ _ 6 _ 6 _ 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 6Vdc 0 Vdc 0 Vdc 0 Tableau 1 : valeurs ZSV du dispositif objet de la présente invention pour chaque sous-séquence d'activation On observe sur le tableau 1, les valeurs ZSV du procédé 10 et du dispositif 5 20 objets de la présente invention pour chaque sous-séquence d'activation. Ces valeurs sont la valeur positive de tension en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par trois, zéro ou la valeur négative de tension en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par trois, la valeur de la tension en sortie de la source d'alimentation électrique étant Onduleur 01 1 2 3 4 5 6 Onduleur 0 1 Vdc0 Vdc 0 Vdc 0 ¨ ¨
_ _ 6 _ 6 _ 2 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 3 Vdc0 Vdc 0 Vdc 0 _ _ _ _ 6 _ 6 _ 4 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc 5 Vdc0 Vdc 0 Vdc 0 _ _ _ _ 6 _ 6 _ 6 0 Vdc 0 Vdc 0 Vdc Tableau 2 : valeurs CMV du dispositif objet de la présente invention pour chaque sous-séquence d'activation On observe sur le tableau 2, les valeurs CMV du procédé 10 et du dispositif 20 objets de la présente invention pour chaque sous-séquence d'activation. Ces valeurs sont la valeur positive de tension en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par trois, zéro ou la valeur négative de tension en sortie de la source d'alimentation électrique divisée par trois, la valeur de la tension en sortie de la source d'alimentation électrique étant Le procédé 10 et le dispositif 20 objets de la présente invention permet de supprimer les moyens d'amplification utilisés actuellement, tels des survolteurs de tension en sortie de la source d'alimentation électrique, par exemple.
On observe sur la figure 2, un mode de réalisation particulier 20 d'un dispositif objet de la présente invention qui comporte :
- deux onduleurs triphasés, 225 et 235, chaque onduleur, 225 ou 235, étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux, la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence - des moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 260 aux vecteurs spatiaux d'un onduleur 225, - des moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 265 aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur 230, - des moyens de soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur 225 au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur 235 et - des moyens de connexion, 205 et 210, à une source d'alimentation électrique 200.
L'onduleur 225 comporte six interrupteurs 230 de puissance qui sont commandés par les moyens d'application 255d'une séquence d'activation 260.
Trois couples d'interrupteurs 230 de puissance sont montés en parallèles. Les interrupteurs 230 de puissance ont deux états, ouvert ou fermé. Pour l'activation d'un interrupteur 230 de puissance par couple, en position ouverte ou fermée, l'autre interrupteur 230 de puissance est commandé dans l'autre position.
Les vecteurs spatiaux Vo, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, correspondent chacun à
une combinaison d'activation des six interrupteurs 235 de puissance différente. La séquence d'activation 260 des vecteurs spatiaux correspond à une séquence d'activation des interrupteurs 230 de puissance. Le vecteur Vo correspond à la fermeture des premiers interrupteurs 230 recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs 230. Le vecteur V7 correspond à l'ouverture des premiers interrupteurs 230 recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs 230.
L'onduleur 235 comporte six interrupteurs 240 de puissance qui sont commandés par les moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 265.
Trois couples d'interrupteurs 240 de puissance sont montés en parallèles. Les interrupteurs 240 de puissance ont deux états, ouvert ou fermé. Pour l'activation d'un interrupteur 240 de puissance par couple, en état ouvert ou fermé, l'autre interrupteur 240 de puissance est commandé dans l'autre état.
Les vecteurs spatiaux Vo, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, correspondent chacun à
une combinaison d'activation différente des six interrupteurs 240 de puissance. La séquence d'activation 265 des vecteurs spatiaux correspond à une séquence d'activation des interrupteurs 240 de puissance. Le vecteur Vo correspond à la fermeture des premiers interrupteurs 240 recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs 240. Le vecteur V7 correspond à l'ouverture des premiers interrupteurs 240 recevant du courant pour chaque couple d'interrupteurs 240.
Un interrupteur, 230 ou 240, de puissance peut être une diode et un transistor montés en parallèle. Préférentiellement, les interrupteurs, 230 ou 240, de puissance sont des transistors MOSFET (acronyme de Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor en terminologie anglo-saxonne) ou des transistors IGBT (acronyme de InsulatedGateBipolar Transistor en terminologie anglo-saxonne).
Les moyens d'alimentation 200 à une source de courant continu peuvent être une source d'alimentation électrique autonome ou une source d'électricité
connectée au réseau national.
Les moyens de connexion, 205 et 210, peuvent être des conducteurs électriques. Les moyens de connexion peuvent comporter des condensateurs 215 et 220 filtrant les ondulations du courant d'un bus continu. La valeur de la capacité
des condensateurs 215 et 220 dépend du taux d'ondulation du courant du bus continue. Le bus continu est le courant électrique en sortie des moyens d'alimentation 200.
Préférentiellement, les onduleurs 225 et 235 sont identiques.
L'onduleur 225 est préférentiellement l'onduleur 01 décrit à la description de la figure 1 et l'onduleur 235 est préférentiellement l'onduleur 02 décrit à
la description de la figure 1.
Chaque séquence d'activation, 260 ou 265, est préférentiellement une activation successive, périodique, de chaque interrupteur, 230 ou 240, de puissance. Les séquences d'activation 260 et 265, sont préférentiellement les séquences d'activation décrites à la description de la figure 1.
Chaque onduleur, 225 ou 235, a trois conducteurs électriques en sortie et trois courants sont disponibles en sortie de chaque onduleur, 225 ou 230.
Préférentiellement, les signaux en sortie de chaque conducteur sont similaires mais déphasés les uns par rapport aux autres de 27c/3 radiants. Le moteur électrique 245 comporte trois phases 250 dites pa, pb ou pc conformément à la description de la figure 1. Chaque conducteur électrique est connecté à une phase, pa, pb ou pc, du moteur électrique 245.
Préférentiellement, le moteur électrique 245 est un moteur asynchrone triphasé.
Les moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 260 aux vecteurs spatiaux d'un onduleur 225 et moyens d'application 255 d'une séquence d'activation 265 aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur 230 sont préférentiellement un microcontrôleur générant un signal de commande numérique pendant la période Ts.
Les moyens de soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur 225 au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur 235 sont préférentiellement réalisés en connectant un onduleur 235 au pôle négatif de la source d'alimentation électrique 200 et un onduleur 225 au pôle positif de la source d'alimentation électrique 200. Les tensions délivrées aux onduleurs, 225 et 235, étant de signes opposés, la soustraction est réalisée automatiquement.
Préférentiellement, le dispositif 20 est tel que chaque élément de chaque onduleur, 225 ou 235, est branché symétriquement par rapport au moteur électrique 245.
Le dispositif 20 met en oeuvre le procédé 10 décrit à la description de la figure 1.
Les représentations dont les résultats sont représentés aux figures 3a, 3b, 4a et 4b, sont des représentations effectuées au moyen d'un mode de réalisation 20 d'un dispositif objet de la présente invention.
On observe sur les figures 3a et 3b, des vecteurs de référence dans un repère orthonormé (a, [3.) dans le cadre de la présente invention, La figure 3a, représente une graphique 30a dans le référentiel orthonormé
(a,13), représentatif :
- de points 305 d'une courbe de valeurs d'un vecteur de référence d'un onduleur 01 ou 02, - des vecteurs de référence, V7.1-ef et V2 en sortie de l'onduleur 01 et de l'onduleur 02 respectivement, pendant la première sous-séquence des séquences d'activation 260 et 265 et - des vecteurs spatiaux Vo, V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, de chaque onduleur, 01 et 02.
On définit les six vecteurs spatiaux de chaque onduleur, V1, V2, V3, V4, V53 V5, comme ayant la même norme et tels que l'angle entre la direction d'un vecteur V, et la direction d'un vecteur V1+1, avec i un entier entre un et six, est de soixante degrés. En définissant l'origine des six vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V5, au même point déterminé d'un repère orthonormé (a,6), les extrémités des vecteurs spatiaux V1, V2, V3, V4, V5, V6, définissent un hexagone régulier. Le vecteur V1 est définit comme étant parallèle à l'axe a du repère orthonormé (a, 13).
Les deux vecteurs Vo et V7 correspondent à des vecteurs nuls et sont positionnés au centre de l'hexagone régulier définit par les vecteurs spatiaux V2, V3, V4, V5, V6.
Le vecteur Vrlef est en transition entre le vecteur spatial V1 et le vecteur spatial V2 selon la description de la première sous-séquence d'activation de l'onduleur 01 décrite à la description de la figure 1.
Le vecteur Vr2ef est en transition entre le vecteur spatial V3 et le vecteur spatial V4 selon la description de la première sous-séquence d'activation de l'onduleur 01 décrite à la description de la figure 1.
On observe sur le graphique 30b de la figure 3b, une comparaison des valeurs maximales des vecteurs de référence pour une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux et pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1, dans un référentiel orthonormé (a, 13) pour des valeurs positives de cc et 13.
Le graphique 30b représente :
- de points 310 d'une courbe de valeurs d'un vecteurerlef ,CSVM
représentatif d'une tension de référence pour une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux, - de points 305 d'une courbe de valeurs d'un vecteurVrief représentatif d'une tension de référence pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1, - d'une courbe 300 représentative d'une tension de référence pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1, extrapolée à
partir des points 305, - d'un vecteur 320 représentatif du vecteur spatial V1 de l'onduleur, 01 ou 02, et - d'un vecteur 315 représentatif du vecteur spatial V2 de l'onduleur, 01 ou 02.
On observe que les valeurs maximales des vecteurs de référence pour une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux sont inférieures aux valeurs maximales des vecteurs de référence pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1.
On observe sur la figure 4, un graphique 40 résultat d'une simulation vectorielle, pour un mode de réalisation d'un dispositif 20 objet de la présente invention, dans le référentiel orthonormé (a,13), représentatif :
- de points 310 d'une courbe de valeurs d'un vecteur erlef ,CSVM
représentatif d'une tension de référence pour une modulation conventionnelle de vecteurs spatiaux, - d'une courbe 300 représentative d'une tension de référenceVrlef pour une modulation telle que décrite à la description de la figure 1, extrapolée à partir des points 305, - des vecteurs de référence, V.,-ef et Vr2e f , en sortie de l'onduleur 01 et de l'onduleur 02 respectivement, pendant la première sous-séquence des séquences d'activation 260 et 265 et - du vecteur 400 représentatif de la tension qui induit le courant électrique disponible en entrée du moteur électrique 245.
On observe sur la figure 4 que la norme du vecteur 400 est supérieure à la norme des vecteurs Vl et Vr2ef. On observe aussi que la norme du vecteur 400 est supérieure à la valeur maximale atteignable en sortie d'un onduleur modulé
conventionnellement ou selon la description de la figure 1. La norme du vecteur 400 correspond à la tension disponible en entrée du moteur électrique 245 du dispositif 20 objet de la présente invention.
On observe sur la figure 5, un mode de réalisation particulier 50 d'un véhicule objet de la présente invention.
Le véhicule 50 peut être tout type de véhicule électrique ou hybride, tel une voiture, un train ou un tramway, par exemple.
Le véhicule 50 comporte un mode de réalisation 20 d'un dispositif objet de la présente invention. Le mode de réalisation 20 du dispositif objet de la présente invention est préférentiellement connecté à des moyens d'alimentation en courant continu du véhicule 50 et à un moteur électrique triphasé du véhicule 50.
Claims (8)
1. Procédé (10) de conversion de courant pour un véhicule (50) comportant :
- un moteur électrique triphasé (245), - deux onduleurs (O1, O2, 225, 235) triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM
acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- application (11) d'une séquence d'activation (260) aux vecteurs spatiaux d'un onduleur (O1, 225), - application (12) d'une séquence d'activation (265) aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur (O2, 235), - soustraction (13) du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - alimentation (14) du moteur électrique en courant électrique, la tension qui induit le courant électrique étant relative au vecteur issu de la soustraction.
- un moteur électrique triphasé (245), - deux onduleurs (O1, O2, 225, 235) triphasés, chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM
acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- application (11) d'une séquence d'activation (260) aux vecteurs spatiaux d'un onduleur (O1, 225), - application (12) d'une séquence d'activation (265) aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur (O2, 235), - soustraction (13) du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - alimentation (14) du moteur électrique en courant électrique, la tension qui induit le courant électrique étant relative au vecteur issu de la soustraction.
2. Procédé (10) selon la revendication 1, dans lequel les séquences d'activation (260, 265) sont configurées pour que les vecteurs de référence soient déphasés.
3. Procédé (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque séquence d'activation (260, 265) d'un onduleur (O1, O2, 225, 235) est configurée pour que deux vecteurs spatiaux de l'onduleur, V i et V i+1, avec i un entier compris entre un et six, soit activés consécutivement par la séquence d'activation.
4. Procédé (10) selon la revendication 3, dans lequel, pour un onduleur On commandé selon une modulation conventionnelle de huit vecteurs spatiaux Vi avec i un entier entre zéro et sept, avec n un entier entre un et deux :
- le rapport cyclique conventionnel, , d'un vecteur V i activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
- le rapport cyclique conventionnel, du vecteurV i+1 activéconsécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
où, i est un entier compris entre un et six,en est la phase du vecteur de référence conventionnel, et est le rapport entre la norme du vecteur de référenceconventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V i, - le vecteur spatial de référence conventionnel, de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
- le rapport cyclique conventionnel, , d'un vecteur V i activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
- le rapport cyclique conventionnel, du vecteurV i+1 activéconsécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
où, i est un entier compris entre un et six,en est la phase du vecteur de référence conventionnel, et est le rapport entre la norme du vecteur de référenceconventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V i, - le vecteur spatial de référence conventionnel, de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
5. Procédé (10) selon la revendication 4, dans lequel, pour un onduleur O n, avec n un entier entre un et deux :
- le rapport cyclique modifié, , d'un vecteur V i activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
- le rapport cyclique modifié, , du vecteur V i+1 activé
consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
où, i est un entier compris entre un et six, .theta. .eta. est la phase du vecteur de référence conventionnel, et est le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V i, - le vecteur spatial de référence modifié, de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
- le rapport cyclique modifié, , d'un vecteur V i activé par la séquence d'activation (260, 265) est donné par la formule suivante :
- le rapport cyclique modifié, , du vecteur V i+1 activé
consécutivement par la séquence d'activation est donné par la formule :
où, i est un entier compris entre un et six, .theta. .eta. est la phase du vecteur de référence conventionnel, et est le rapport entre la norme du vecteur de référence conventionnel de l'onduleur n et la norme du vecteur spatial V i, - le vecteur spatial de référence modifié, de l'onduleur activé par la séquence d'activation est donné par la formule suivante :
6. Procédé (10) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les séquences d'activation (260, 265) sont indépendantes.
7. Dispositif (20) de conversion de courant caractérisé en ce qu'il comporte :
- deux onduleurs triphasés (O1, O2, 225, 235), chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM
acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence - des moyens d'application (255) d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux d'un onduleur, - des moyens d'application (255) d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur, - des moyens de soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - des moyens de connexion (205, 210) à une source d'alimentation électrique (200).
- deux onduleurs triphasés (O1, O2, 225, 235), chaque onduleur étant commandé par une modulation d'au moins six vecteurs spatiaux (ou SVM
acronyme de SpaceVector Modulation en terminologie anglo-saxonne), la tension en sortie de chaque onduleur étant donnée par un vecteur spatial dit vecteur spatial de référence - des moyens d'application (255) d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux d'un onduleur, - des moyens d'application (255) d'une séquence d'activation aux vecteurs spatiaux de l'autre onduleur, - des moyens de soustraction du vecteur spatial de référence d'un onduleur au vecteur spatial de référence d'un autre onduleur et - des moyens de connexion (205, 210) à une source d'alimentation électrique (200).
8. Véhicule (50) caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (20) selon la revendication 7 et un moteur électrique triphasé (245).
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