EP2193600A2 - Procede de commande de l'alimentation electrique d'une machine electrique a relucture variable - Google Patents

Procede de commande de l'alimentation electrique d'une machine electrique a relucture variable

Info

Publication number
EP2193600A2
EP2193600A2 EP08840545A EP08840545A EP2193600A2 EP 2193600 A2 EP2193600 A2 EP 2193600A2 EP 08840545 A EP08840545 A EP 08840545A EP 08840545 A EP08840545 A EP 08840545A EP 2193600 A2 EP2193600 A2 EP 2193600A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control mode
machine
power control
continuous
torque
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.)
Withdrawn
Application number
EP08840545A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Serge Loudot
Montacer Rekik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP2193600A2 publication Critical patent/EP2193600A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0004—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the power supply of a variable reluctance electrical machine, in particular for driving a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows an example of a conventional embodiment of a motor vehicle drive assembly 2.
  • This assembly comprises an electric machine 6 with variable reluctance 12/8 double saliency, or
  • the assembly may comprise a three-phase electrical machine variable reluctance double salient whose numbers of stator and rotor teeth are multiples of 6/4 (eg 12/8, 24/16, etc.).
  • the electrical machine 6 is controlled by a power control device 1 comprising in particular a control unit 10 and an inverter 12.
  • the control unit comprises in particular software means such as computer programs for governing the operation of the device 1 of power control.
  • the assembly 2 furthermore comprises a position sensor and / or a speed sensor 14 enabling the unit 10 to know, at each instant, a measurement of the speed of the machine 6.
  • a method of controlling such a vehicle drive assembly is used to control the torque delivered by this drive assembly.
  • such a method of controlling a vehicle drive assembly has for objective, for a given supply voltage, and for a given inverter / machine unit with reluctance, to make the set of training according to certain criteria such as in particular the energy efficiency and the comfort of the vehicle (both in engine mode and generator mode).
  • a first parameter denoted "INm” is a limit value that the intensity of the phase current must not exceed.
  • ON is the electrical angle of initiation, that is to say the electrical angle identifying the position of the rotor at the beginning of supply of a phase of the electric machine.
  • the electrical angles identifying the rotor positions change by 360 ° between two successive positions of conjunction of a rotor tooth with two consecutive stator teeth.
  • the electric angle is zero when the rotor tooth considered is in conjunction with a stator tooth.
  • ⁇ p is the electrical angle of supply also called “electric conduction angle", that is to say the electrical angle defining the duration of the periods of supply of a phase of the machine electric.
  • This power supply is characterized by conduction angles of less than 180 ° and a limitation of the supply current to its limit value INm.
  • the duty cycle of the periods of supply of a phase is less than 50%. That is, a phase is powered less than half the time when the machine operates according to a batch power control mode.
  • These periods of supply are defined by closures and openings of controlled switches of the inverter. Time graphs of changes in voltage and phase supply current values are shown in Figure 4.
  • a power control mode is used continuous characterized by periods of supply or conduction of the controlled switches of the inverter greater than 180 °.
  • the cyclical ratio of the durations of the feeding periods of a phase is greater than 50%. That is, one phase is energized more than half the time when the machine is operating in a continuous power control mode.
  • This intrinsically unstable power supply control mode is therefore for this reason avoided and is only used to achieve high torque torque-speed operating points that could not be achieved by a discontinuous power control mode.
  • control unit 10 As illustrated in FIG. 1, it is known to control the control of the machine 6 by the control unit 10 by means of control laws derived from tables which give the initiation angles ON, conduction ⁇ p and the limiting current INm according to the speed of the machine obtained from the sensor 14. These quantities are also determined according to the torque to be delivered. Optionally, it will also be possible to take into account the DC supply voltage VDC of the inverter if it is likely to vary, as well as other parameters such as the temperature of the windings for example.
  • a pointer is defined according to these external parameters (speed, supply voltage, winding temperature, etc.) and the torque setpoint. This pointer then addresses the parameter tables that provide the command parameters (ON, Op, INm) at low speed and (ON, Op) at intermediate speed.
  • the torque delivered by the machine 6 at constant speed is proportional to the energy transmitted by a phase of the engine. It is therefore proportional to the area delimited by a curve in a phase-phase magnetic-current flow diagram.
  • the energy resulting from the electromechanical conversion is thus characterized by the area (or energetic cycle) delimited by the path traveled by the phase flow and the phase current during an electric period. It can be seen that at high speed, in discontinuous power control mode, the surface of the energy cycle is very small compared to the amount of potentially usable energy, that is to say as delimited by the inductances of minimum phases (opposing teeth), maximum (teeth in conjunction), and the maximum allowable phase current INm. At low speed, however, it is found that the energy cycle is better used, the trajectory traveled delimiting almost the entire maximum area.
  • the continuous supply control mode In order to increase the available torque on the motor shaft at high speed, it is proposed the continuous supply control mode mentioned above.
  • FIG. 10 shows the advantage of the continuous power control mode: for the same inverter-machine assembly and the same supply voltage, a high torque gain can be obtained at high speeds.
  • the batch power control mode only the operating points under the curve entitled
  • FIG. 7 shows the evolution, under the effect of the application of a continuous power control mode, of the energy transmitted over several electrical periods with a constant rotation speed.
  • the progressive saturation from period to period produces an increase in the energy cycle (that is to say of the defined area) and thus the available torque on the motor shaft.
  • FIG. 6 illustrates, for the same operating point, the variations of magnetic flux and of the phase current during a transient phase of setting up a continuous power control mode (over about thirty cycles).
  • FIG. 8 illustrates the variations in the conduction angle and the progressive increase in the average torque delivered by the machine over each electrical period, with respect to the first period, under the same operating conditions as those of FIGS. and 7.
  • the gain in torque depends on:
  • the continuous power control mode is advantageous in that it allows a high torque gain in high speeds.
  • the average torque increases over several electrical periods before reaching its set point (unlike a conventional operation, in batch power control mode, for which the desired average torque is obtained from the first electrical period).
  • the response of the system to a desired target torque is therefore unreactive.
  • EP 0 534 761 proposes to stabilize operation in continuous power control mode, obtained by means of an increase of the duration of conduction of the machine beyond half an electric period, in order to take advantage of the high speed torque gain offered by this mode of operation.
  • This document shows that it is possible to regulate the flow, and thus indirectly the torque, by varying the conduction angle ⁇ p. But this document merely uses pre-programmed control parameters stored in a lookup table and does not specify how the conduction angle ⁇ p is changed. A fortiori, this document does not envisage any dynamic driving law of the conduction angle ⁇ p. Furthermore, this document does not address the issue of the low reactivity of the DC mode system to achieve a set torque.
  • Application FR 2 878 662 also discloses a method for controlling the power supply of an electric machine making it possible to stabilize its operation in a continuous power control mode. This method is based on a method of dynamic adjustment of the conduction angle.
  • an additional stator winding is provided for this purpose which encroaches on the main winding and thus downgrades the performance of the machine in addition to requiring a second converter (in addition to the inverter). to power this additional winding.
  • the optimal angles ON are deduced from FIG. 9. They correspond to the points of maximum torque and minimum of filter current for a given machine current.
  • the object of the invention is to provide a method for controlling the power supply of an electric machine that obviates the aforementioned drawbacks and improves the control methods known from the prior art.
  • the control method according to the invention is simple to implement and makes it possible to improve the efficiency of a drive assembly, to limit the wear and / or the dimensioning of the components of the assembly of driving and improve the comfort and driving pleasure of a motor vehicle equipped with a drive assembly powered according to the method of the invention.
  • the invention also relates to a control device for implementing such a method.
  • the method for controlling the power supply of a variable reluctance electric machine that can be powered according to a discontinuous power control mode or according to a control mode Continuous feed is characterized in that the machine is primarily driven according to the continuous feed control mode.
  • the continuous power control mode may include successive periods of supply of the phase or phases of the engine.
  • the successive periods of supply of the phase or phases of the motor may have a temporal duty cycle greater than 50%.
  • the feed periods can start, at a given speed of rotation, at a constant starting angle.
  • the machine is powered according to the continuous feed control mode as soon as the speed and torque conditions of the machine permit this feed control mode.
  • the machine can be powered according to the batch feed control mode if the speed and torque conditions of the machine do not permit the continuous feed control mode.
  • a device for controlling the power supply of a variable reluctance electrical machine is characterized in that it comprises hardware means and software means for implementing the method defined above.
  • a drive assembly comprises a previously defined control device and a variable reluctance electric machine.
  • a motor vehicle comprises a drive unit defined above.
  • Figure 1 is a diagram of a drive assembly of a motor vehicle known from the prior art.
  • Figure 2 is a diagram of a first embodiment of a drive assembly of a motor vehicle for carrying out the method according to the invention.
  • Figure 3 is a diagram of a second embodiment of a drive assembly of a motor vehicle for carrying out the method according to the invention.
  • Fig. 4 is a set of time graphs showing the variations of the phase supply voltage and current values of a low speed variable reluctance electric machine, which machine is fed into a batch power control mode.
  • FIG. 5 is a set of time graphs showing the variations of the phase supply voltage and current values of a high speed variable reluctance electric machine, which machine is fed in a batch power control mode.
  • FIG. 6 is a set of time graphs representing the variations of the magnetic flux and phase supply current values of a variable reluctance electrical machine, this machine being fed transiently according to a continuous power control mode.
  • FIG. 7 is a graph showing the current phase-phase magnetic flux characteristic of a variable-reluctance electrical machine, which machine is transiently powered according to a continuous power control mode.
  • FIG. 8 is a set of time graphs representing the variations of the conduction angle and of the delivered torque of a variable reluctance electrical machine, this machine being fed transiently according to a continuous power control mode.
  • FIG. 9 is a set of graphs representing, for different phase currents and for two given speeds, the torque and the current flowing through a filtering capacitance of a driving assembly as a function of the initiation angle, in of continuous power control.
  • Fig. 10 is a representative graph of the envelope curves of the couples in the batch power control mode and the continuous power control mode as a function of the speed. This graphic illustrates the principle on which the invention is based.
  • FIG. 11 is a set of graphs showing, for two given speeds, the optimal starting angles as a function of the torque.
  • the principle of the invention is to feed a variable reluctance electrical machine in a continuous power control mode as soon as possible, that is to say as soon as the operating point of the machine can be reached by the continuous power control mode. If this is not possible, the machine is fed into a batch power control mode.
  • the control of the electric machine in a continuous power control mode can be implemented throughout the hatched area of FIG. 7.
  • the machine will be driven according to the continuous power control mode for all the points of functioning in this hatched area.
  • the machine will be driven according to the batch feed control mode.
  • the hatched area is defined in its upper part by the envelope curve of the couples that can be reached in continuous power control mode and in its lower part by a dotted curve located below the envelope curve of the couples that can be reached in the batch power control mode.
  • This dotted curve corresponds to the minimum torque achievable in continuous power control mode.
  • the batch power control mode is mandatory. This corresponds in FIG. 11 to the intersection pairs of the two curves (dotted and continuous).
  • the operating point of the machine changes statistically most often in the areas of intermediate torque. It is therefore in these areas that priority should be given to improving efficiency so as to obtain the best energy efficiency over the driving cycle.
  • the shaded area previously mentioned covers precisely for a wide speed range the intermediate torque zones and it is noted that the continuous power control mode can significantly improve the performance of the drive assemblies. It follows that the fact of feeding primarily a variable reluctance electric machine improves its energy efficiency. Such priority power supply of the machine in the continuous power control mode is not described in any of the documents of the prior art mentioned above.
  • the use of the DC power control mode makes it possible, in addition to improving the efficiency, to reduce the rms current which loads the filtering capacity of the inverter with respect to the effective current that would be observed if the same point was used. of operation the mode of discontinuous power control. This makes it possible either to increase the lifetime of the filtering capacity, or to reduce its size and therefore its cost.
  • FIG. 9 shows that for a given machine operating as a generator (this can be generalized to any other machine, whether motor or generator), for different effective phase currents, the effective current flowing through the filtering capacitor of the inverter passes through a minimum while the ratio torque / current phase passes through a maximum. This means that for a given speed, the maximum torque is obtained with the minimum current (and therefore the minimum of joules losses or better energy efficiency). It should be noted that the losses being proportional to the square of the current, the gain in efficiency is significant. The juxtaposition of these two curves highlights that the optimal control parameters for minimize the rms current are also the optimal control parameters to maximize the energy efficiency of the electric machine. On the other hand, it can be seen that for operating points attainable in both continuous power control and batch power control mode, optimal operation is always achieved in DC power control mode.
  • the drive assembly comprises a control device V provided with means for ensuring the stability of the flow and the current in the electric machine while it is in continuous supply control mode.
  • a conduction angle setpoint ⁇ p adjusted to a variable reluctance machine is applied as a function of a control measure of the stability of operation of the machine in the continuous supply control mode.
  • the conduction angle setpoint ⁇ p is constantly adjusted as a function of possible disturbances. Such an adjustment then makes it possible to regulate the flow so as to ensure its stability, and therefore that of the energy cycle.
  • the stability measurement is a flow control measure.
  • a value of the reference flow is compared to the flow estimate to obtain a flow control measure.
  • the drive assembly 22 comprises a control device V differing from the control device 1 in that it comprises a means 17 for estimating the flow, a comparator 15 for calculating an error ⁇ on the flow, equal to the difference between the reference flow ⁇ commands and the estimated flow ⁇ estimated using the flow estimation means, and a corrector 16.
  • This error ⁇ is processed by the corrector 16 adapted to integrate various correction laws (proportional - integral or other).
  • the conduction angle ⁇ p is then modified so as to make the error ⁇ zero (the estimated flux then being equal to the setpoint flow).
  • the corrector 16 can provide the additional conduction angle ⁇ p which, added to 180 °, provides the conduction angle ⁇ p greater than 180 ensuring operation in continuous power control mode.
  • the conduction angle parameter ⁇ p thus obtained is supplied to the control unit 10 '.
  • Flow control as described above stabilizes operation in continuous power control mode.
  • the additional torque control provided by the DC mode may not be sufficiently accurate.
  • it is used to determine the conduction angle parameter ⁇ p, not a flow control measure, but a torque control measure.
  • the driving assembly comprises a control device 1 "having means for ensuring the stability of the torque in the electric machine while it is in a continuous feed control mode.
  • variable reluctance machine a conduction angle setpoint ⁇ p adjusted according to a measure of control of the stability of the operation of the machine in continuous supply control mode.
  • This measurement of the torque control measures the error ⁇ between the setpoint torque Csignal and an estimate of the torque Cestimé, which is obtained from the estimation of the flux ⁇ estimé. At a fixed speed, an estimate of the torque is determined using the estimation of the flux and then determining an estimate of the energy transmitted.
  • the torque can actually be estimated by the difference between the energy transmitted during the magnetization phase and the energy returned during the demagnetization phase.
  • the energy exchanged during the magnetization phase is calculated.
  • the energy exchanged during the demagnetization phase is calculated.
  • the converted energy corresponds to the difference of the two energies.
  • the error ⁇ between the average setpoint torque and the estimated average torque is controlled by a corrector 18 which, by virtue of an appropriate law (proportional - integral, for example), provides the additional conduction angle ⁇ p making it possible to provide a conduction angle. ⁇ p above 180.
  • This conduction angle parameter value is then supplied to the control unit 10 'which drives the inverter accordingly in the continuous power control mode.
  • the DC power control mode can be used primarily to the batch power control mode to power the machine.
  • the control unit 10 obviously comprises software means for interpreting the parameters supplied to it and for generating, consequently, control commands from the inverter, that is to say switching signals. state of the controlled switches of the inverter.
  • the control unit 10 ' also comprises, unlike the control unit 10, means for determining whether it is possible to use the continuous power control mode and, if so, for apply to the inverter such a power control mode.
  • the control unit 10 'further comprises means for applying to the inverter a discontinuous power control mode if this is not the case.
  • the control unit 10 ' has a similar operation to the control unit 10 previously described, the conduction angle parameter ⁇ p being determined by the use of a pointer in a corner table or by interpolating values of a table of angles.
  • the means for determining whether it is possible to use the continuous power control mode are, for example, of the software type and are based on the determination of the position of the operating point of the machine relative to the dotted curve of FIG.
  • the control unit 10 comprises data for defining and / or characterizing this dotted curve. This data can for example be prerecorded in the control unit or be determined during a learning phase.

Abstract

Procédé de commande de l'alimentation électrique d'une machine électrique (6) à réluctance variable pouvant être alimentée selon un mode de commande d'alimentation discontinu ou selon un mode de commande d'alimentation continu, caractérisé en ce qu'on pilote prioritairement la machine selon le mode de commande d'alimentation continu.

Description

PROCEDE DE COMMANDE DE L'ALIMENTATION ELECTRIQUE D'UNE MACHINE ELECTRIQUE A RELUCTANCE VARIABLE
La présente invention se rapporte à un procédé de commande de l'alimentation d'une machine électrique à réluctance variable, notamment pour l'entraînement d'un véhicule automobile.
Dans les véhicules équipés d'ensembles d'entraînement électriques, typiquement les véhicules électriques ou hybrides, l'efficacité énergétique est un critère primordial. Par voie de conséquence, on cherche en permanence à améliorer le rendement instantané de même que le rendement moyen sur cycle de chaque ensemble d'entraînement électrique.
On a représenté, à la figure 1 , un exemple de réalisation classique d'un ensemble 2 d'entraînement de véhicule automobile. Cet ensemble comprend une machine électrique 6 à réluctance variable à double saillance 12/8, soit à
12 dents statoriques et 8 dents rotoriques. Alternativement, l'ensemble peut comprendre une machine électrique triphasée à réluctance variable à double saillance dont les nombres de dents statoriques et rotoriques sont multiples de 6/4 (par exemple 12/8, 24/16, etc.).
La machine électrique 6 est pilotée par un dispositif 1 de commande d'alimentation comprenant notamment une unité de commande 10 et un onduleur 12. L'unité de commande comprend notamment des moyens logiciels tels que des programmes informatiques pour régir le fonctionnement du dispositif 1 de commande d'alimentation.
L'ensemble 2 comprend par ailleurs un capteur de position et/ou un capteur de vitesse 14 permettant à l'unité 10 de connaître, à chaque instant, une mesure de la vitesse de la machine 6. Un procédé de commande d'un tel ensemble d'entraînement de véhicule est utilisé pour contrôler le couple délivré par cet ensemble d'entraînement.
Plus précisément encore, un tel procédé de commande d'un ensemble d'entraînement de véhicule a pour objectif, pour une tension d'alimentation donnée, et pour un ensemble onduleur/machine à réluctance donné, de faire fonctionner aux mieux l'ensemble d'entraînement selon certains critères tels que notamment le rendement énergétique et le confort du véhicule (tant en mode moteur qu'en mode générateur).
II existe principalement trois modes de commande d'une machine à réluctance variables à double saillance :
- Dans le domaine des basses vitesses : on commande l'alimentation en utilisant trois paramètres. Un premier paramètre noté « INm » est une valeur limite que l'intensité du courant de phase ne doit pas dépasser.
Cette limitation est assurée par un hachage réalisé grâce aux interrupteurs commandés de l'onduleur. Un deuxième paramètre noté
« ON » est l'angle électrique d'amorçage, c'est-à-dire l'angle électrique repérant la position du rotor lors du début d'alimentation d'une phase de la machine électrique. Les angles électriques repérant les positions du rotor évoluent de 360° entre deux positions successives de conjonction d'une dent rotorique avec deux dents statoriques consécutives. Par convention, l'angle électrique est nul lorsque la dent rotorique considéré est en conjonction avec une dent statorique . Un troisième paramètre noté « Θp » est l'angle électrique d'alimentation aussi appelé « angle électrique de conduction », c'est-à-dire l'angle électrique définissant la durée des périodes d'alimentation d'une phase de la machine électrique.
Cette alimentation est caractérisée par des angles de conduction inférieurs à 180° et par une limitation du courant d'alimentation à sa valeur limite INm. Ainsi, le rapport cyclique des durées des périodes d'alimentation d'une phase est inférieur à 50%. C'est-à-dire qu'une phase est alimentée moins de la moitié du temps lorsque la machine fonctionne selon un mode de commande d'alimentation discontinu. Ces périodes d'alimentation sont définies par des fermetures et ouvertures d'interrupteurs commandés de l'onduleur. Des graphiques temporels des variations des valeurs de tension et de courant d'alimentation de phase sont représentés à la figure 4. La notation « OFF » représente l'angle de fin d'alimentation repérant la position du rotor lorsqu'on coupe l'alimentation de la phase (OFF=ON+ Op). Les valeurs des paramètres ON et Op sont optimisées pour chaque point de fonctionnement couple- vitesse. - Dans le domaine des vitesses intermédiaires, la force contre électromotrice générée par la machine est suffisamment importante pour que la valeur limite INm du courant ne soit pas atteinte. On n'utilise donc plus que deux paramètres de commande : l'angle électrique d'amorçage et l'angle de conduction. Cette alimentation est caractérisée par des angles de conduction inférieurs à 180°. Des graphiques temporels des variations des valeurs de tension et de courant d'alimentation de phase sont représentés à la figure 5. Les valeurs des paramètres ON et Op sont optimisées pour chaque point de fonctionnement couple-vitesse.
Ces deux alimentations relèvent d'un même mode de commande d'alimentation dit « discontinu » caractérisé par des périodes d'alimentation ou de conduction des interrupteurs commandés de l'onduleur inférieures à 180°. Ceci permet aux dents statoriques de se démagnétiser complètement lors de chaque cycle d'alimentation après la période d'alimentation.
- Dans le domaine des hautes vitesses, pour atteindre des couples importants, supérieurs à ce que peut fournir une machine électrique à réluctance variable lorsqu'elle est alimentée selon un mode de commande d'alimentation discontinu, on utilise un mode de commande d'alimentation continu caractérisé par des périodes d'alimentation ou de conduction des interrupteurs commandés de l'onduleur supérieures à 180°. Ainsi, le rapport cyclique des durées des périodes d'alimentation d'une phase est supérieur à 50%. C'est-à-dire qu'une phase est alimentée plus de la moitié du temps lorsque la machine fonctionne selon un mode de commande d'alimentation continu. Ce mode de commande d'alimentation intrinsèquement instable est notamment pour cette raison évité et n'est utilisé que pour atteindre des points de fonctionnement couple-vitesse à couple élevé qui ne pourrait pas être atteint par un mode de commande d'alimentation discontinu.
Comme illustré à la figure 1 , il est connu de commander le pilotage de la machine 6 par l'unité de commande 10 au moyen de lois de commande issues de tables qui donnent les angles d'amorçage ON, de conduction Θp et le courant limite INm en fonction de la vitesse de la machine obtenue à partir du capteur 14. Ces grandeurs sont également déterminées en fonction du couple à délivrer. Eventuellement, on pourra également prendre en compte la tension d'alimentation continue VDC de l'onduleur si celle-ci est susceptible de varier, ainsi que d'autres paramètres tels que la température des bobinages par exemple.
A chaque période électrique, un pointeur est défini en fonction de ces paramètres externes (vitesse, tension d'alimentation, température des bobinages, etc.) et de la consigne du couple. Ce pointeur adresse alors les tables de paramètres qui fournissent les paramètres de commande (ON, Op, INm) à basse vitesse et (ON, Op) à vitesse intermédiaire.
Le couple délivré par la machine 6 à vitesse constante est proportionnel à l'énergie transmise par une phase du moteur. Il est donc proportionnel à la surface délimitée par une courbe dans un diagramme flux magnétique de phase-courant de phase. L'énergie issue de la conversion électromécanique est ainsi caractérisée par la surface (ou cycle énergétique) délimitée par la trajectoire parcourue par le flux de phase et le courant de phase au cours d'une période électrique. On constate qu'à haute vitesse, en mode de commande d'alimentation discontinu, la surface du cycle énergétique est très réduite par rapport à la quantité d'énergie potentiellement utilisable, c'est-à-dire telle que délimitée par les inductances de phases minimum (dents en opposition), maximum (dents en conjonction), et le courant de phase maximum admissible INm. A basse vitesse en revanche, on constate que le cycle énergétique est mieux utilisé, la trajectoire parcourue délimitant la quasi-totalité de la surface maximale.
Afin d'augmenter le couple disponible sur l'arbre moteur à haute vitesse, il est proposé le mode de commande d'alimentation continu évoqué précédemment. Dans ce mode, l'angle de conduction Θp est supérieur à 180° et peut s'écrire Θp = ΔΘp + 180, où ΔΘp est dénommé angle de conduction supplémentaire.
On a représenté sur la figure 10 l'intérêt du mode de commande d'alimentation continu : pour un même ensemble onduleur-machine et une même tension d'alimentation, un gain de couple important peut être obtenu dans les hautes vitesses. En effet, avec le mode de commande d'alimentation discontinu, on ne peut atteindre que les points de fonctionnement situés sous la courbe intitulée
« courbe enveloppe en mode discontinu ». Cependant, avec le mode de commande d'alimentation continu, on peut atteindre tous les points de fonctionnement situés sous la courbe intitulée « courbe enveloppe en mode continu » et donc a fortiori des points de fonctionnement situés entre les deux courbes enveloppes. Il est donc possible d'obtenir un net gain en couple
(respectivement en puissance) lorsque le mode de commande d'alimentation continu est utilisé.
On a représenté, sur la figure 7, l'évolution, sous l'effet de l'application d'un mode de commande d'alimentation continu, de l'énergie transmise sur plusieurs périodes électriques à vitesse de rotation constante. La saturation progressive de période en période produit un accroissement du cycle énergétique (c'est-à- dire de la surface délimitée) et donc du couple disponible sur l'arbre moteur. La figure 6 illustre, pour le même point de fonctionnement, les variations de flux magnétique et du courant de phase lors d'une phase transitoire de mise en place d'un mode de commande d'alimentation continu (sur une trentaine de cycles).
De même, la figure 8 illustre les variations de l'angle de conduction et l'augmentation progressive du couple moyen délivré par la machine sur chaque période électrique, par rapport à la première période, dans les mêmes conditions de fonctionnement que celles des figures 6 et 7. Le gain en couple dépend :
- de la vitesse de la machine,
- de la conception même de la machine,
- de la commande appliquée (angles, limitation du courant, roue libre).
Comme cela a été vu ci-dessus, en particulier au regard des figures 8 et 10, le mode de commande d'alimentation continu s'avère avantageux en ce qu'il permet un gain de couple important dans les hautes vitesses.
Par ailleurs, comme on l'a vu ci-dessus, lorsque l'on utilise le mode de commande d'alimentation continu, le couple moyen croît sur plusieurs périodes électriques avant d'atteindre son niveau de consigne (à la différence d'un fonctionnement classique, en mode de commande d'alimentation discontinu, pour lequel le couple moyen désiré est obtenu dès la première période électrique). En mode de commande d'alimentation continu, la réponse du système à un couple de consigne souhaité est donc peu réactive.
Il a récemment été imaginé des solutions permettant de rendre plus stable la machine électrique fonctionnant selon un mode de commande d'alimentation continu.
Le document EP 0 534 761 envisage de stabiliser un fonctionnement en mode de commande d'alimentation continu, obtenu au moyen d'une augmentation de la durée de conduction de la machine au-delà de la moitié d'une période électrique, afin de profiter du gain de couple à hautes vitesses offert par ce mode de fonctionnement. Ce document montre qu'il est possible de réguler le flux, et donc indirectement le couple, en faisant varier l'angle de conduction Θp. Mais ce document se contente d'utiliser des paramètres de contrôle préprogrammés et stockés dans une table de correspondance et ne précise aucunement comment l'angle de conduction Θp est modifié. A fortiori, ce document n'envisage aucune loi de pilotage dynamique de l'angle de conduction Θp. Par ailleurs, ce document n'aborde aucunement la problématique de la faible réactivité du système en mode courant continu pour atteindre un couple de consigne.
On connaît aussi de la demande FR 2 878 662 un procédé de commande de l'alimentation d'une machine électrique permettant de stabiliser son fonctionnement dans un mode de commande d'alimentation continu. Ce procédé repose sur une méthode d'ajustement dynamique de l'angle de conduction.
D'autres documents décrivent également qu'il est avantageux d'augmenter, à haute vitesse, le flux magnétique dans une machine électrique à réluctance variable pour obtenir des couples qui ne peuvent pas être obtenu dans un mode de commande d'alimentation discontinu.
Dans le document WO 01/43273, il est, pour ce faire, prévu un bobinage statorique supplémentaire qui empiète sur le bobinage principal et déclasse donc la performance de la machine en plus d'exiger un second convertisseur (en plus de l'onduleur) pour alimenter ce bobinage supplémentaire.
Dans le document US 5,850,133, on applique transitoirement une conduction continue non contrôlée pour palier à une surcharge ponctuelle en mode générateur. Comme indiqué précédemment, la génération des paramètres de commande est assurée par pointage, et éventuellement par interpolation de valeurs de tables. Or, il s'avère que l'angle optimum d'amorçage ON subit une discontinuité lorsqu'on utilise le mode de commande d'alimentation discontinu jusqu'à sa limite avant de passer à un mode de commande d'alimentation continu pour davantage de couple. Cette discontinuité est illustrée sur les diagrammes de la figure 11 relatifs aux angles optimaux de commande pour deux vitesses différentes. Cette discontinuité de la commande lors du changement de mode de commande d'alimentation impacte fortement la robustesse du procédé de commande : il se produit un risque de pompage et d'oscillations au niveau de l'ensemble d'entraînement ayant des conséquences néfastes au confort du véhicule.
Les angles optimaux ON sont déduits de la figure 9. Ils correspondent aux points à maximum de couple et minimum de courant de filtre pour un courant machine donné.
Le but de l'invention est de fournir un procédé de commande de l'alimentation d'une machine électrique obviant aux inconvénients précités et améliorant les procédés de commande connus de l'art antérieur. En particulier, le procédé de commande selon l'invention est simple à mettre en œuvre et permet d'améliorer le rendement d'un ensemble d'entraînement, de limiter l'usure et/ou le dimensionnement de composants de l'ensemble d'entraînement et d'améliorer le confort et l'agrément de conduite d'un véhicule automobile équipé d'un ensemble d'entraînement alimenté selon le procédé de l'invention. L'invention concerne aussi un dispositif de commande pour mettre en œuvre un tel procédé.
Selon l'invention, le procédé de commande de l'alimentation électrique d'une machine électrique à réluctance variable pouvant être alimentée selon un mode de commande d'alimentation discontinu ou selon un mode de commande d'alimentation continu est caractérisé en ce qu'on pilote prioritairement la machine selon le mode de commande d'alimentation continu.
Le mode de commande d'alimentation continu peut comprendre des périodes successives d'alimentation de la phase ou des phases du moteur.
Les périodes successives d'alimentation de la phase ou des phases du moteur peuvent présenter un rapport cyclique temporel supérieur à 50%.
Dans le mode de commande d'alimentation continu, les périodes d'alimentation peuvent débuter, à vitesse de rotation donnée, à angle d'amorçage constant.
De préférence, on alimente la machine selon le mode de commande d'alimentation continu dès que les conditions de vitesse et de couple de la machine permettent ce mode de commande d'alimentation.
On peut alimenter la machine selon le mode de commande d'alimentation discontinu si les conditions de vitesse et de couple de la machine ne permettent pas le mode de commande d'alimentation continu.
Selon l'invention, un dispositif de commande de l'alimentation électrique d'une machine électrique à réluctance variable est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels et des moyens logiciels pour mettre en œuvre le procédé défini précédemment.
Selon l'invention, un ensemble d'entraînement comprend un dispositif de commande défini précédemment et une machine électrique à réluctance variable.
Selon l'invention, un véhicule automobile comprend un ensemble d'entraînement défini précédemment.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, le principe du procédé de commande d'alimentation selon l'invention et plusieurs modes de réalisation d'un dispositif de commande permettant de mettre en œuvre un tel procédé. La figure 1 est un schéma d'un ensemble d'entraînement d'un véhicule automobile connu de l'art antérieur.
La figure 2 est un schéma d'un premier mode de réalisation d'un ensemble d'entraînement d'un véhicule automobile permettant de mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
La figure 3 est un schéma d'un deuxième mode de réalisation d'un ensemble d'entraînement d'un véhicule automobile permettant de mettre en œuvre le procédé selon l'invention.
La figure 4 est un ensemble de graphiques temporels représentant les variations des valeurs de tension et de courant d'alimentation de phase d'une machine électrique à réluctance variable à faible vitesse, cette machine étant alimentée selon un mode de commande d'alimentation discontinu.
La figure 5 est un ensemble de graphiques temporels représentant les variations des valeurs de tension et de courant d'alimentation de phase d'une machine électrique à réluctance variable à haute vitesse, cette machine étant alimentée selon un mode de commande d'alimentation discontinu.
La figure 6 est un ensemble de graphiques temporels représentant les variations des valeurs de flux magnétique et de courant d'alimentation de phase d'une machine électrique à réluctance variable, cette machine étant alimentée transitoirement selon un mode de commande d'alimentation continu.
La figure 7 est un graphique représentant la caractéristique courant de phase- flux magnétique de phase d'une machine électrique à réluctance variable, cette machine étant alimentée transitoirement selon un mode de commande d'alimentation continu. La figure 8 est un ensemble de graphiques temporels représentant les variations de l'angle de conduction et du couple délivré d'une machine électrique à réluctance variable, cette machine étant alimentée transitoirement selon un mode de commande d'alimentation continu.
La figure 9 est un ensemble de graphiques représentant, pour différents courants de phase et pour deux vitesses données, le couple et le courant traversant une capacité de filtrage d'un ensemble d'entraînement en fonction de l'angle d'amorçage, en mode de commande d'alimentation continu.
La figure 10 est un graphique représentatif des courbes enveloppes des couples en mode de commande d'alimentation discontinu et en mode de commande d'alimentation continu en fonction de la vitesse. Ce graphique illustre le principe sur lequel repose l'invention.
La figure 11 est un ensemble de graphiques représentant, pour deux vitesses données, les angles d'amorçage optimaux en fonction du couple.
Le principe de l'invention est d'alimenter une machine électrique à réluctance variable dans un mode de commande d'alimentation continu dès que cela est possible c'est-à-dire dès que le point de fonctionnement de la machine peut être atteint par le mode de commande d'alimentation continu. Si cela n'est pas possible, on alimente la machine selon un mode de commande d'alimentation discontinu.
Le pilotage de la machine électrique dans un mode de commande d'alimentation continu peut être mis en œuvre dans toute la zone hachurée de la figure 7. Avantageusement, on pilotera la machine selon le mode de commande d'alimentation continu pour tous les points de fonctionnement se trouvant dans cette zone hachurée. Pour tous les autres points de fonctionnement se trouvant hors de cette zone hachurée, la machine sera pilotée selon le mode de commande d'alimentation discontinu. La zone hachurée est définie dans sa partie haute par la courbe enveloppe des couples atteignables en mode de commande d'alimentation continu et dans sa partie basse par une courbe pointillée située sous la courbe enveloppe des couples atteignables en mode de commande d'alimentation discontinu.
Cette courbe pointillée correspond au couple minimum atteignable en mode de commande d'alimentation continu. Pour des couples inférieurs, le mode de commande d'alimentation discontinu est obligatoire. Cela correspond sur la figure 11 aux couples d'intersection des deux courbes (pointillée et continue).
Dans la plupart des cas, le point de fonctionnement de la machine évolue statistiquement le plus souvent dans les zones de couple intermédiaire. C'est donc dans ces zones qu'il convient d'améliorer en priorité le rendement de façon à obtenir la meilleure efficacité énergétique sur cycle de roulage. Or, la zone hachurée précédemment évoquée recouvre justement pour un large domaine de vitesse les zones de couple intermédiaire et on remarque que le mode de commande d'alimentation continu permet d'améliorer sensiblement le rendement des ensembles d'entraînement. Il s'ensuit que le fait d'alimenter prioritairement une machine électrique à réluctance variable permet d'améliorer son rendement énergétique. Une telle alimentation prioritaire de la machine dans le mode de commande d'alimentation continu n'est décrite dans aucun des documents de l'art antérieur évoqués précédemment.
Parallèlement à ce gain en rendement, il est intéressant, pour des raisons de fiabilité, de coût et d'encombrement, de diminuer le courant de charge efficace de la capacité de filtrage de l'onduleur.
L'utilisation du mode de commande d'alimentation continu permet, outre l'amélioration du rendement, de diminuer le courant efficace qui charge la capacité de filtrage de l'onduleur par rapport au courant efficace qui serait observé si on utilisait pour le même point de fonctionnement le mode de commande d'alimentation discontinu. Ceci permet soit d'augmenter la durée de vie de la capacité de filtrage, soit de réduire sa taille et donc son coût.
Enfin, comme le montre la figure 11 , le fait de passer dès que possible du mode de commande d'alimentation discontinu au mode de commande d'alimentation continu permet d'éviter une discontinuité de l'angle d'amorçage fourni à l'unité de commande. En effet, on remarque que pour différentes vitesses, l'extrémité de la courbe des angles d'amorçage optimaux en mode de commande d'alimentation continu se raccorde à la courbe des angles d'amorçage optimaux en mode de commande d'alimentation discontinu. Ainsi, le passage au plus tôt au mode de commande d'alimentation continu permet de garder une continuité des angles d'amorçages optimaux. De ce fait le courant est minimisé, le rendement maximisé et la commande plus robuste. En particulier, des phénomènes oscillatoires gênants sont évités.
Ainsi, il peut être utilisé pour une vitesse donnée un passage d'un mode de commande d'alimentation discontinu à un mode de commande d'alimentation continu en utilisant un angle d'amorçage ON constant qui permet d'assurer une continuité dans l'évolution de l'angle d'amorçage et d'assurer une plus grande robustesse de la commande. Cela permet d'avoir une table d'angles lisse et monotone et par conséquent une commande plus robuste.
La figure 9 montre que pour une machine donnée fonctionnant en générateur (ceci peut être généralisé à tout autre machine aussi bien motrice que génératrice), pour différents courants efficaces de phase, le courant efficace traversant la capacité de filtrage de l'onduleur passe par un minimum alors que le ratio couple/courant phase passe par un maximum. Cela signifie que, pour une vitesse donnée, on obtient le maximum de couple avec le minimum de courant (et donc le minimum de pertes joules ou un meilleur rendement énergétique). Il faut noter que les pertes étant proportionnelles au carré du courant, le gain en rendement est significatif. La juxtaposition de ces deux courbes met en évidence que les paramètres de commande optimaux pour minimiser le courant efficace sont aussi les paramètres de commande optimaux pour maximiser le rendement énergétique de la machine électrique. D'autre part, on constate que pour les points de fonctionnement atteignables à la fois en mode de commande d'alimentation continu et en mode de commande d'alimentation discontinu, le fonctionnement optimal est toujours obtenu en mode de commande d'alimentation continu.
Un premier mode de réalisation d'un ensemble d'entraînement 22 permettant de mettre en œuvre le procédé selon l'invention est décrit ci-après en référence à la figure 2. Les éléments portant les mêmes références que les éléments de la figure 1 sont identiques. L'ensemble d'entraînement comprend un dispositif de commande V muni de moyens pour assurer la stabilité du flux et du courant dans la machine électrique alors qu'elle se trouve en mode de commande d'alimentation continu. Grâce à ces moyens, on applique à une machine à réluctance variable une valeur de consigne d'angle de conduction Θp ajustée en fonction d'une mesure de contrôle de la stabilité du fonctionnement de la machine en mode de commande d'alimentation continu.
En d'autres termes, la valeur de consigne d'angle de conduction Θp est constamment ajustée en fonction d'éventuelles perturbations. Un tel ajustement permet alors de réguler le flux de manière à assurer sa stabilité, et donc celle du cycle énergétique.
Dans le premier mode de réalisation possible, la mesure de stabilité est une mesure de contrôle du flux. Ainsi, une valeur du flux de consigne est comparée à l'estimation du flux pour obtenir une mesure de contrôle du flux. On dispose alors d'une mesure d'écart entre la valeur de consigne et la valeur estimée, représentative d'une éventuelle instabilité du flux, c'est-à-dire de l'instabilité du fonctionnement de la machine en mode de commande d'alimentation continu.
Cette mesure de contrôle du flux est alors utilisée pour piloter l'angle de conduction Θp. Et grâce à un tel pilotage, le flux peut être régulé. L'ensemble d'entraînement 22 comprend un dispositif de commande V différant du dispositif de commande 1 en ce qu'il comprend un moyen 17 d'estimation du flux, un comparateur 15 pour calculer une erreur ε sur le flux, égale à la différence entre le flux de consigne Φconsigne et le flux estimé Φestimé à l'aide du moyen d'estimation du flux, et un correcteur 16.
Cette erreur ε est traitée par le correcteur 16 adapté pour intégrer diverses lois de corrections (proportionnel - intégral ou autres). L'angle de conduction Θp est alors modifié de manière à rendre l'erreur ε nulle (le flux estimé étant alors égal au flux de consigne).
Plus précisément, le correcteur 16 peut fournir l'angle de conduction supplémentaire ΔΘp qui, additionné à 180°, permet d'obtenir l'angle de conduction Θp supérieur à 180 assurant un fonctionnement en mode de commande d'alimentation continu. Le paramètre d'angle de conduction Θp ainsi obtenu est fourni à l'unité de commande 10'.
Il faut noter que les autres paramètres de commande de la machine (angle d'amorçage ON, limitation du courant de phase INm) restent inchangés.
L'estimation de flux n'étant effective qu'après la première période électrique (la consigne Θp étant en effet calculée à partir du flux estimé à la période électrique précédente), il est prévu, en présence d'un échelon de couple, d'imposer le flux estimé à la première période à une valeur prédéterminée (telle que la valeur du flux obtenu à Θp=180 par exemple, l'erreur ε étant ainsi initialisée à zéro). Le contrôle du flux tel que décrit précédemment permet de stabiliser le fonctionnement en mode de commande d'alimentation continu. Toutefois, le contrôle du couple supplémentaire apporté par le mode courant continu peut ne pas s'avérer suffisamment précis. Selon un deuxième mode de réalisation possible de l'invention, on utilise pour déterminer le paramètre d'angle de conduction Θp, non pas une mesure de contrôle du flux, mais une mesure de contrôle du couple.
Un deuxième mode de réalisation d'un ensemble d'entraînement 23 permettant de mettre en œuvre le procédé selon l'invention est décrit ci-après en référence à la figure 3. Les éléments portant les mêmes références que les éléments de la figure 2 sont identiques. L'ensemble d'entraînement comprend un dispositif de commande 1 " présentant des moyens pour assurer la stabilité du couple dans la machine électrique alors qu'elle se trouve en mode de commande d'alimentation continu. Grâce à ces moyens, on applique à une machine à réluctance variable une valeur de consigne d'angle de conduction Θp ajustée en fonction d'une mesure de contrôle de la stabilité du fonctionnement de la machine en mode de commande d'alimentation continu.
Cette mesure du contrôle du couple mesure l'erreur ε entre le couple de consigne Cconsigne et une estimation du couple Cestimé, laquelle est obtenue à partir de l'estimation du flux Φestimé. A vitesse fixe, on détermine une estimation du couple à l'aide de l'estimation du flux puis en déterminant une estimation de l'énergie transmise.
Connaissant le flux, le couple peut effectivement être estimé par la différence entre l'énergie transmise lors de la phase de magnétisation et l'énergie renvoyée lors de la phase de démagnétisation.
Connaissant le flux à chaque instant grâce à l'estimateur 17 de flux précédemment décrit, et disposant d'une mesure du courant de phase ainsi qu'une image de la tension appliquée au bobinage (qui comme cela a déjà été mentionné peut être mesurée directement ou estimée via la commande et la valeur du courant), il est possible d'avoir une image du couple électromagnétique par le calcul direct de l'énergie représentée par cette surface. Le calcul de cette énergie peut ainsi s'opérer en deux phases.
Au cours d'une première phase, on calcule l'énergie échangée lors de la phase de magnétisation.
Au cours d'une deuxième phase, on calcule l'énergie échangée lors de la phase de démagnétisation.
L'énergie convertie correspond à la différence des deux énergies.
L'erreur ε entre le couple moyen de consigne et le couple moyen estimé est contrôlée par un correcteur 18 qui grâce à une loi appropriée (proportionnel - intégral par exemple) fournit l'angle de conduction supplémentaire ΔΘp permettant d'assurer un angle de conduction Θp au delà de 180. Cette valeur de paramètre d'angle de conduction est alors fournie à l'unité de commande 10' qui pilote l'onduleur en conséquence dans le mode de commande d'alimentation continu.
Ces deux modes de réalisation permettent finalement d'utiliser le mode de commande d'alimentation continu tout en assurant la stabilité du flux et du courant dans la machine. D'autre part, le contrôle de la dynamique permet une réponse rapide à un échelon de couple demandé ce qui présente de nombreux avantages pour le système.
Grâce à de tels moyens, le mode de commande d'alimentation continu peut être utilisé prioritairement au mode de commande d'alimentation discontinu pour alimenter la machine.
L'unité de commande 10' comprend évidemment des moyens logiciels pour interpréter les paramètres qui lui sont fournis et pour générer, en conséquence, des ordres de pilotage de l'onduleur, c'est-à-dire des signaux de commutation des états des interrupteurs commandés de l'onduleur. L'unité de commande 10' comprend aussi, à la différence de l'unité de commande 10, des moyens pour déterminer s'il est possible d'utiliser le mode de commande d'alimentation continu et, si tel est le cas, pour faire appliquer à l'onduleur un tel mode de commande d'alimentation. L'unité de commande 10' comprend encore des moyens pour faire appliquer à l'onduleur un mode de commande d'alimentation discontinu si tel n'est pas le cas. Dans ce cas, l'unité de commande 10' a un fonctionnement similaire à l'unité de commande 10 précédemment décrite, le paramètre d'angle de conduction Θp étant déterminé par l'utilisation d'un pointeur dans une table d'angles ou par interpolation de valeurs d'une table d'angles.
Les moyens pour déterminer s'il est possible d'utiliser le mode de commande d'alimentation continu sont par exemple de type logiciel et reposent sur la détermination de la position du point de fonctionnement de la machine relativement à la courbe pointillée de la figure 10. Ainsi, l'unité de commande 10' comprend des données pour définir et/ou caractériser cette courbe pointillée. Ces données peuvent par exemple être préenregistrées dans l'unité de commande ou être déterminées lors d'une phase d'apprentissage.

Claims

Revendications :
1. Procédé de commande de l'alimentation électrique d'une machine électrique (6) à réluctance variable pouvant être alimentée selon un mode de commande d'alimentation discontinu ou selon un mode de commande d'alimentation continu, caractérisé en ce qu'on pilote prioritairement la machine selon le mode de commande d'alimentation continu.
2. Procédé de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le mode de commande d'alimentation continu comprend des périodes successives d'alimentation de la phase ou des phases du moteur.
3. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que les périodes successives d'alimentation de la phase ou des phases du moteur présentent un rapport cyclique temporel supérieur à 50%.
4. Procédé de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, dans le mode de commande d'alimentation continu, les périodes d'alimentation débutent, à vitesse de rotation donnée, à angle d'amorçage constant.
5. Procédé de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on alimente la machine selon le mode de commande d'alimentation continu dès que les conditions de vitesse et de couple de la machine permettent ce mode de commande d'alimentation.
6. Procédé de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on alimente la machine selon le mode de commande d'alimentation discontinu si les conditions de vitesse et de couple de la machine ne permettent pas le mode de commande d'alimentation continu.
7. Dispositif (1 ' ; 1") de commande de l'alimentation électrique d'une machine électrique à réluctance variable, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels (10', 12, 15, 16, 17, 18) et des moyens logiciels pour mettre en œuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes.
8. Ensemble d'entraînement (22 ; 23) comprenant un dispositif de commande (1 ' ;1") selon la revendication 7 et une machine électrique à réluctance variable.
9. Véhicule automobile comprenant un ensemble d'entraînement selon la revendication 8.
EP08840545A 2007-10-01 2008-09-30 Procede de commande de l'alimentation electrique d'une machine electrique a relucture variable Withdrawn EP2193600A2 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0706866A FR2921772A1 (fr) 2007-10-01 2007-10-01 Procede de commande de l'alimentation electrique d'une machine electrique a reluctance variable
PCT/FR2008/051745 WO2009050400A2 (fr) 2007-10-01 2008-09-30 Procede de commande de l'alimentation electrique d'une machine electrique a relucture variable

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2193600A2 true EP2193600A2 (fr) 2010-06-09

Family

ID=39361795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08840545A Withdrawn EP2193600A2 (fr) 2007-10-01 2008-09-30 Procede de commande de l'alimentation electrique d'une machine electrique a relucture variable

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2193600A2 (fr)
FR (1) FR2921772A1 (fr)
WO (1) WO2009050400A2 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013223276A1 (de) * 2013-11-14 2015-05-21 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Regelungsverfahren für einen Hochlauf einer Vakuumpumpe
FR3021821A1 (fr) * 2014-05-28 2015-12-04 Renault Sas Commande du couple electromagnetique d'une machine a reluctance commutee variable

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9120404D0 (en) * 1991-09-25 1991-11-06 Switched Reluctance Drives Ltd Control of switched reluctance machines
FR2878663B1 (fr) * 2004-11-30 2007-02-23 Renault Sas Procede de commande d'un ensemble d'entrainement de vehicule a moteur thermique
FR2878662B1 (fr) * 2004-11-30 2007-02-23 Renault Sas Procede de commande pour un fonctionnement en mode courant continu d'un ensemble d'entrainement de vehicule a moteur thermique

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2009050400A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009050400A3 (fr) 2009-07-30
FR2921772A1 (fr) 2009-04-03
WO2009050400A2 (fr) 2009-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2894735A1 (fr) Generateur-moteur synchrone a enroulement de champ
FR2811824A1 (fr) Moteur electrique a deux modes de communication d'alimentation
FR2901647A1 (fr) Dispositif et procede de commande de puissance pour une machine dynamo electrique du type a enroulement de champ
WO2006059023A1 (fr) Procede de commande pour un fonctionnement en mode courant continu d'un ensemble d'entrainement de vehicule a moteur thermique
WO2007083062A1 (fr) Dispositif de pilotage d'une machine tournante polyphasee
FR2868624A1 (fr) Dispositif de commande de generation de puissance de generatrice de puissance de vehicule
CH627892A5 (fr) Dispositif de commande de la vitesse d'un moteur synchrone.
EP1820265B1 (fr) Procede de commande d'un ensemble d'entrainement de vehicule a moteur thermique
EP2193600A2 (fr) Procede de commande de l'alimentation electrique d'une machine electrique a relucture variable
EP1233506B1 (fr) Procédé et dispositif de commande de régulation d'une machine électrique tournante à courant alternatif, en particulier synchrone
WO2008046701A1 (fr) Dispositif et procède d'alimentation électrique d'au moins une machine a induction a bord d'un aéronef
EP3213404B1 (fr) Dispositif de commande d'une machine electrique tournante synchrone polyphasee, et machine electrique reversible de vehicule automobile corres
EP1974457B1 (fr) Procede de commande d'une machine electrique tournante polyphasee
EP3166220B1 (fr) Dispositif de limitation dynamique et procede de limitation dynamique par un tel dispositif
FR2877162A1 (fr) Dispositif comprenant une machine a reluctance commutee comportant des enroulements de phase
EP2751914B1 (fr) Machine electrique tournante
EP3394978B1 (fr) Procédé de commande pseudo-sinusoïdale d'un moteur électrique synchrone
FR3131992A1 (fr) Procédé et système de commande d’une machine électrique pilotée par un onduleur pourvu de plusieurs bras de commutation avec deux méthodes d’asservissement
FR2684504A1 (fr) Dispositif de controle de couple d'un moteur electrique asynchrone.
FR2966303A1 (fr) Machine electrique tournante et son procede de commande
FR3136616A1 (fr) Procédé de limitation de la puissance électrique régénérée par un moteur électrique de type synchrone
FR2744301A1 (fr) Onduleur d'alimentation d'un moteur electrique de traction d'un vehicule
FR3024616A1 (fr) Procede et dispositif de commande du couple electromagnetique d'un groupe motopropulseur
FR2976143A1 (fr) Procede de commande d'un onduleur de tension et dispositif associe
EP2092632A1 (fr) Procede de controle de la motricite des roues arrieres d'un vehicule automobile et ensemble d'entrainement correspondant

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20100309

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20100629