FR2839398A1 - Procede de commande d'un moteur a induction - Google Patents

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FR2839398A1
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FR
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induction motor
control function
motor
calculation
impedance
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Withdrawn
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FR0305383A
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English (en)
Inventor
Gurinder S Kahlon
Ning Liu
Robert Joseph Mohan
Richard Eric Luken
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Visteon Global Technologies Inc
Original Assignee
Visteon Global Technologies Inc
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    • 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
    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
    • H—ELECTRICITY
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    • H02P27/047—V/F converter, wherein the voltage is controlled proportionally with the frequency

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé pour commander un moteur à induction, caractérisé en ce qu'un modèle de circuit équivalent est utilisé pour modéliser les caractéristiques électriques du moteur à induction (14), le circuit équivalent comprenant une composante réelle et une composante imaginaire, et en ce que le procédé comprend :la mesure directe des courants et des tensions de phase du moteur,la détermination des composantes réelle et imaginaire de l'impédance du moteur à induction,le calcul d'une première, respectivement seconde, fonction de commande fondée sur la composante réelle, respectivement imaginaire, de l'impédance du moteur à induction,le choix spécifique d'une fréquence (We) d'excitation de bobinage de stator et l'ajustement particulier d'une amplitude d'une tension de bobinage de stator.

Description

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DESCRIPTION
La présente invention se rapporte à des systèmes et à des procédés destinés à commander des moteurs à induction.
L'un des procédés les plus communs pour commander des moteurs à induction est connu dans la technique comme commande indirecte d'orientation de flux de rotor. Un retour en continu des informations de fonctionnement du moteur et de divers paramètres du moteur sont nécessaires pour utiliser ce procédé. Par exemple, le retour d'informations sur la position du rotor, la résistance et l'inductance du rotor sont des paramètres nécessaires en utilisant ce procédé. Des roues de capteur et des capteurs de position sont de manière caractéristique utilisés pour déterminer la position du rotor. Une fréquence de glissement adéquate est entretenue sur la base de la résistance du rotor, de l'inductance du rotor et du courant de phase. Le couple du moteur peut être calculé en mesurant le courant du moteur à une condition donnée.
Ce type de méthodologie de commande est simple et grossier. Un problème significatif qui arrive en utilisant ce procédé de commande réside en ce que la résistance du rotor et l'inductance du rotor sont affectées par la température et la saturation magnétique, et ainsi la performance du moteur est aussi affectée. De manière caractéristique, cependant, on suppose que la résistance et l'inductance du rotor restent constantes pour toutes les conditions. Cette supposition est naturellement incorrecte et la performance du moteur souffre ainsi lorsque le rotor est chaud.
Lorsqu'il existe des systèmes et des procédés en vue de fournir une commande sans capteur de position de moteurs à induction, ils sont typiquement compliqués et leur efficacité varie au fur et à mesure que les conditions de fonctionnement du moteur changent. Généralement, des filtres ou des observateurs mathématiques complexes sont utilisés pour estimer les paramètres critiques du moteur, tels que la résistance du rotor, l'inductance du rotor, la fréquence électrique du rotor, etc. Il en résulte que l'imprécision des estimations influe grandement sur la performance du moteur. Donc, ils ne fournissent pas une commande dynamique optimum du moteur.
Donc, il existe un besoin pour un procédé et un système nouveaux et améliorés pour commander un moteur à induction. Le procédé et le système nouveaux et améliorés ne devraient pas dépendre du retour en continu du capteur de position et de divers paramètres du moteur, du fait que ces paramètres varient avec la température, la saturation magnétique, et l'usure du moteur. De plus, le système nouveau et amélioré
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devrait permettre au moteur de fonctionner en continu dans une plage optimisée, de nécessiter un étalonnage minimum, et de permettre une tolérance élevée aux variations de paramètres du moteur.
Un procédé destiné à commander un moteur à induction utilisant un modèle de circuit équivalent, pour modéliser les caractéristiques électriques du moteur à induction, est prévu. Le circuit équivalent comprend une composante (résistive) réelle et une composante (inductive) imaginaire. Le procédé évite la mesure ou l'estimation de paramètres du moteur à induction individuels, au lieu de cela, seulement quelques paramètres de fonctionnement, tels que les tensions de phase et les courants de phase sont directement mesurés pour définir une valeur forfaitaire ou déterminer des composantes réelles et imaginaires de l'impédance du moteur à induction. Une première fonction de commande fondée sur la partie réelle de l'impédance du moteur à induction est ensuite calculée, puis une seconde fonction de commande fondée sur la partie imaginaire de l'impédance du moteur à induction est calculée. La fréquence d'excitation du moteur à induction est ensuite ajustée jusqu'à ce que la première fonction de commande soit approximativement égale à la seconde fonction de commande, c'est-à-dire qu'une fréquence d'excitation de bobinage de stator est choisie qui amène la première fonction de commande à égaliser approximativement la seconde fonction de commande. Enfin, l'amplitude de la tension de phase est modifiée pour obtenir la performance moteur/générateur souhaitée. Autrement dit, une amplitude d'une tension de bobinage de stator est ajustée à la fréquence d'excitation précitée, afin de produire un couple de sortie de moteur souhaitée.
Dans un aspect de la présente invention, le fait de déterminer la partie réelle de l'impédance du moteur à induction comprend le calcul de la partie réelle de l'impédance du moteur à induction en utilisant l'équation :
Figure img00020001

Real(zn) (Vdslds+Vqslqs)11ds2+lqs2).
Selon un autre aspect de la présente invention, la détermination de la partie imaginaire de l'impédance du moteur à induction comprend le calcul de la partie imaginaire de l'impédance du moteur à induction en utilisant l'équation :
Figure img00020002

Im(Zm (Vqslds VdslqsO(lds2+lqs2),
Dans encore un autre aspect de la présente invention, lorsque le moteur est utilisé pour convertir une puissance électrique en puissance mécanique, appelée ici un mode de motorisation, la première fonction de commande est calculée en utilisant l'équation :
A'=Km-A.
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Le procédé peut comprendre, en outre, l'ajustement de la constante Km pour obtenir une condition de fonctionnement souhaitée, la condition de fonctionnement souhaitée étant soit un couple de sortie de moteur à induction maximum, soit un rendement de fonctionnement de moteur à induction maximum, lorsque la première fonction de commande et la seconde fonction de commande sont approximativement égales.
Selon encore un autre aspect de la présente invention, lorsque le moteur est utilisé pour convertir une puissance mécanique en puissance électrique, appelée ici un mode de génération, la première fonction de commande est calculée en utilisant l'équation :
A'=Kg+A.
Le procédé peut comprendre, en outre, l'ajustement de la constante Kg pour obtenir une condition de fonctionnement souhaitée, la condition de fonctionnement souhaitée étant soit un couple de sortie de moteur à induction maximum, soit un rendement de fonctionnement de moteur à induction maximum, lorsque la première fonction de commande et la seconde fonction de commande sont approximativement égales.
Dans encore un autre aspect de la présente invention, le calcul d'une seconde fonction de commande comprend en outre le calcul de cette fonction en utilisant l'équation suivante, à la fois pour les modes de motorisation et de génération : B'=B/(WeKo).
Dans encore un autre aspect de la présente invention, l'ajustement d'un paramètre de fonctionnement du moteur à induction comprend en outre l'ajustement d'une fréquence d'excitation.
Dans encore un autre aspect de la présente invention, à la fréquence d'excitation du stator définie ci-dessus, l'ajustement de l'amplitude de la tension appliquée au moteur résulte en le couple moteur souhaité décrit par l'équation :
Figure img00030001
Il peut ainsi être prévu que l'ajustement du couple comprend uniquement l'ajustement de la tension de phase (V) du moteur.
Ceux-ci et d'autres aspects et avantages de la présente invention deviendront évidents à la lecture de la description détaillée non limitative qui suit de l'invention, conjointement aux dessins annexés.
La figure 1 est une illustration d'un moteur à induction avec un moteur à combustion interne formant une installation à courant fort hybride, conforme à la présente invention,
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La figure 2 est un schéma simplifié illustrant un moteur à induction conforme à la présente invention,
La figure 3 est un modèle de circuit électrique équivalent du moteur à induction conforme à la présente invention,
Les figures 4a et 4b sont des diagrammes illustrant une courbe de sortie de couple, une courbe de rendement et des signaux respectifs de commande de moteur à induction, dans lesquels le moteur fonctionne en mode de motorisation à un état optimum, conformément à la présente invention,
Les figures 4c et 4d sont des diagrammes illustrant une courbe de sortie de couple, une courbe de rendement et des signaux respectifs de commande de moteur à induction, dans lesquels le moteur fonctionne en mode de génération à un état optimum, conformément à la présente invention,
La figure 5 est un organigramme d'une stratégie de commande destinée à commander le fonctionnement d'un moteur à induction, conformément à la présente invention.
Le système et le procédé de la présente invention seront décrits et illustrés dans un environnement de moteur hybride. Naturellement, il ne devra pas être interprété qu'il s'agit du seul environnement ou de la seule application où la présente invention peut être mise en pratique. Au contraire, le système et le procédé de la présente invention peuvent être utilisés dans une application quelconque où est mis en oeuvre un moteur à induction.
En faisant référence aux figures 1 et 2, une vue en perspective d'un moteur automobile hybride 10 est illustrée, conforme à la présente invention. Le moteur hybride 10 comprend de préférence un moteur à combustion interne 12 couplé mécaniquement à un moteur à induction 14. Plus spécifiquement, le moteur à induction 14 est en relation de rotation avec le vilebrequin du moteur 12 et il est de préférence positionné entre le bloc moteur du moteur 12 et la transmission. Le moteur à induction 14 combine avantageusement les fonctions de démarreur et d'alternateur. Donc, de nombreux bénéfices et avantages sont réalisés, tels qu'un démarrage et un arrêt en douceur du moteur 12, une génération d'électricité à rendement élevé, et un amortissement actif des vibrations de la transmission.
Plus spécifiquement, le moteur à induction 14 comporte un carter de moteur 16 qui comprend des éléments de montage tels que des ouvertures de passage 18 en vue d'immobiliser fixement le carter de moteur 16 au moteur 12. De plus, le moteur à induction 14 comporte un stator 20 monté fixement sur le carter du moteur 16, et un rotor 22 couplé de façon rigide au vilebrequin (non représenté) du moteur 12. Un bobinage de
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stator 24 est disposé autour du stator 20. Le rotor 22 est disposé de manière concentrique à l'intérieur du stator 20 et il tourne avec le vilebrequin (non représenté) du moteur. En outre, un entrefer 32 est défini par une surface extérieure 19 du rotor 22 et une surface intérieure 21 du stator 20.
Une transmission (non représentée) destinée à transmettre le couple d'entraînement à une roue de véhicule serait montée sur le carter du moteur 16, et couplée par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement à une cannelure d'engrenage de rotor 30 sur le rotor 22.
Le moteur à induction 14 fonctionne selon au moins deux modes, un mode de motorisation où la puissance électrique est convertie en puissance mécanique et un mode de génération où la puissance mécanique est convertie en puissance électrique. Lorsque le moteur à induction 14 fonctionne dans le mode de motorisation, un courant alternatif triphasé est directement fourni au bobinage du stator 24 et au rotor 22 par une induction où une action de transformateur à partir du bobinage du stator. L'application de cette source de signal polyphasé au bobinage du stator 24 produit un champ magnétique dans l'entrefer 32 entre le rotor 22 et le stator 20. Le champ magnétique tourne à une vitesse définie par le nombre de pôles du stator 20 (une machine à 12 pôles est utilisée dans cette invention) et par la fréquence du bobinage du stator appliquée (We). Le rotor est constitué de ce qu'on appelle un rotor en cage d'écureuil comportant des bobinages constitués de barres conductrices noyées dans des rainures du fer du rotor, et court-circuitées à chaque extrémité par des bagues d'extrémité conductrices. L'extrême simplicité et la robustesse de la conception en cage d'écureuil sont des avantages remarquables de ce type de moteur à induction.
La présente invention fournit une stratégie de commande destinée à commander le fonctionnement du moteur à induction 14. La stratégie de commande de la présente invention fournit une commande sans capteur en mesurant l'impédance (Zin) du moteur à induction 14 afin de calculer la fréquence propre du bobinage du stator (We) et afin d'obtenir le couple désiré (Te) pour faire tourner le rotor 22 et ainsi le vilebrequin du moteur 12. Les équations d'impédance et de couple ci-dessous illustrent comment la stratégie de commande de la présente invention évite une dépendance vis-à-vis des paramètres critiques du moteur qui sont appelés à changer en fonction des conditions variables de mise en oeuvre, de même qu'au cours de la vie de fonctionnement du moteur à induction 14. La présente invention fournit donc une commande robuste de moteur grâce à laquelle le système fonctionne en continu avec un couple ou une plage de rendement optimisés indépendamment des variations des paramètres du moteur.
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5 10 15 20 25 30
En faisant référence à la figure 3, un modèle de circuit équivalent électrique 30 du moteur à induction 14 est illustré. Une impédance (Zin) du moteur 14 comprend une résistance de stator (Rs) 32, une inductance de fuite de stator (L1) 34, une inductance de fuite de rotor (L2) 36, une inductance de magnétisation (Lm) 38 et une résistance de rotor convertie du côté du stator (Rp/s) 40. De plus, l'impédance (Zin) du moteur 14 est
Figure img00060001

constituée d'une partie réelle Real(Z,,) et une partie imaginaire Im(Z,n) comme représenté dans l'équation (1) ci-dessous :
Figure img00060002

Zm=Real(Zm)+Im(Zm)j (1) ou Zm =( +[ CRrLm 2W e Wst)/(R/+L/Wst2) D+j(Ls We -[(Lm 2LrWe Wst2)/(R/+L/Ws/) D (2) Le couple théorique du moteur à induction (Te) est décrit par l'équation suivante :
Figure img00060003
Figure img00060004

En substituant Real(ZJ et Im(Z,n), l'équation de couple est simplifiée en :
Figure img00060005

où We = la fréquence d'excitation,
Wr = la fréquence du rotor,
Wsl = We-Wr est la fréquence de glissement,
V = la tension de phase,
Rs = la résistance du stator,
R,. = la résistance du rotor,
L, = l'inductance de fuite du stator,
L2 = l'inductance de fuite du rotor,
Lm = l'inductance de magnétisation,
Ls = L1+Lm est l'inductance totale du stator,
Lr = L2+Lm est l'inductance totale du rotor,
P = le nombre de paires de pôles du moteur, Te= le couple électromagnétique,
S = (We-Wr)/We est le glissement,
La =(LsLr-Lm2)/Lr est l'inductance de fuite totale, et #dr & #qr sont les flux embrassés dans le repère d-q.
Le modèle classique de machine (repère d-q) de moteur à induction tel que décrit dans un article intitulé "Control Development and Characterization of the Induction
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Machine Starter/Alternator Drive Module (IMSAM)" (développement et caractérisation de la commande du module d'entraînement du starter/alternateur de machine à induction (IMSAM)), un rapport de phase III pour le programme HEV Ford par Xu et al., pages 1 à 7, est appliqué. De plus, le courant de stator, le flux du rotor, et la fréquence du rotor sont utilisés comme des variables d'état et supposer un fonctionnement en état stable conduit aux équations suivantes :
Figure img00070001

L6(dids/dt)=0-~(--(Lm2/L,r2))Ias+(L6welqs)+ (Lm/TW)a<+Wr(Lm-OQ+Vas (4) L6(diqs/dt)=0-~(--(Lm2/L,r2))iqs (Laweias)-W(Lm/LOa<+(Lm/TrLOq+Vqs (5) T(d,dr/dt)=0=Lmids-ar+TrWsl,qr (6) Tl dÀq/dt)=O=Lmiqs-Àqr- TrWs1Àctr (7) Te=(3PLm)(Àw-Íqs-Àqricts)/(2Lr) (8) Résoudre les équations (6) et (7) pour Àctr et Àqr conduit à ce qui suit : Àctr =(Lmids+ TrWs1Lmiqs)/(1 + Tr2Ws2) (9) Qa(Lmiqs TwslLmias)/(1+TrZWsl2) (10) Egalement : Tr=Lr/Rr (11) Wr=We-Wsl (12) En substituant le contenu des équations (9) à (12) dans les équations (4) et (5) :
Figure img00070002

-('s+llr'-'mZwewsl)/lir2+Lr2wslz))lds+lI'sWé LlL'm2I'rwewsl2)/(1r2-Lr2 Wsl2))lqs-I-V ds (13) -lI'sWé L\I'm2LrWewsl2)/11r2+Lr2Ws12)Dlds('S+LlY-'mZwewsl)/ (2+LrZWslz))lqs+Vgs (14) Soit : A=(Rs+LWm2weWsO/(2+LrzWslz)) (15) B=(LsW L(Lm2Lrwewsl2)/(z+Lr2Ws12)) (16) Alors les équations (13) et (14) deviennent : Vds=(A)ids-(B)iqs (17) Vqs=(B)ids-(A)iqs (18)
Figure img00070003

Et: A=(Vdslds+Vqslqs)/(lds2+lqs2) (19) B (Vqslds Vdslqs)/(las2+lqs2) (20) Le fait de substituer les équations (15) et (16) dans l'équation (2) suggère que : AReal(Z,n)-(Vasias+Vqsiqs)/ids2+iqs2) (21) BIm(zm) \ qslds Vdslqs)/(lds2+lqsz) (22)
Du fait que Vds, Vqs sont des paramètres commandés, que Iqs, Ids sont les courants de phase de moteur convertis dans le repère d-q, l'impédance du moteur est calculée sans utiliser les paramètres individuels de moteur, tels que Rs, Ls, R,, Lr et le glissement. Du
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fait que la variation des paramètres du moteur affecte la tension de phase et le courant de phase du moteur, l'impédance calculée dans les équations (21) et (22) représente la condition réelle de fonctionnement du moteur et les effets de modification de paramètres dus au régime moteur, aux changements de température et à la saturation magnétique sont également inclus.
En faisant référence aux figures 4a et 4b, un tracé des signaux ou des fonctions de commande du moteur à induction 52,54 est illustré pour un fonctionnement en mode de motorisation. Plus spécifiquement, la figure 4a illustre comment Km peut être ajusté pour obtenir un couple maximum. La figure 4b illustre comment Km peut être ajusté pour obtenir un rendement maximum tel que représenté par la courbe de rendement 58. Dans le mode de motorisation du moteur, les signaux ou les fonctions de commande 52 et 54 sont définis par les équations (23a) et (24) ci-dessous :
A'=Km-A (23a)
B'=B/(WeKo) (24) où Km est une constante de commande de performance du moteur, introduite afin d'amener le moteur à fonctionner dans la plage souhaitée, telle qu'une génération de couple optimisée ou un rendement maximum, et Ko est une constante de conversion d'unité utilisée pour optimiser la commande du moteur comme il sera décrit ci-après. Le signal de commande 52 comme indiqué par l'équation (23a) est déduit de la partie réelle de l'impédance du moteur d'induction (Zin). Le signal de commande du moteur à induction 54, comme indiqué par l'équation (24) est déduit de la partie imaginaire de l'impédance du moteur à induction (Zin). La fréquence d'excitation du bobinage du stator We est commandée de sorte que la fonction de commande 52 égalise approximativement la fonction de commande 54, en permettant ainsi au moteur de fonctionner dans la plage de fonctionnement souhaitée (c'est-à-dire avec une sortie à couple maximum ou rendement maximum).
Le couple généré par le moteur à induction 14 est représenté sur les figures 4a et 4b, et il est représenté par la référence numérique 56. Les signaux de contrôle 52 et 54 se croisent en deux points, à savoir CP1 et CP2. Comme il est clair à partir des figures 4a et 4b, le point de croisement CP1 ne correspond pas avec une sortie de couple souhaitée (couple maximum) ni un rendement maximum du moteur à induction 14. En conséquence, CP1n'est pas utilisé pour décider si le moteur se trouve dans une plage de fonctionnement souhaitable. De plus, Km est ajusté de sorte que le point CP2 corresponde au couple de sortie maximum du moteur à induction 14 ou au rendement de crête qui dépend des exigences de fonctionnement du moteur. Il existe toujours une relation entre
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le point CP2 et le point de couple maximum sur la plage de vitesse d'excitation du moteur.
Figure img00090001

En évaluant l'amplitude de l'impédance du moteur 1 Zin ou ! 1 lds 2+1 qs 2 I(Vd52+Vqs2) et la polarité du couple (Te), la différence entre les points de croisement CP1 et CP2 est facilement discernable. Grâce à quoi le seul point CP2 est sélectionné pour obtenir une commande de moteur sans capteur.
En faisant référence aux figures 4c et 4d, un tracé des signaux ou fonctions de commande du moteur à induction 62,64 est illustré dans le mode de génération. Plus spécifiquement, la figure 4a illustre comment Kg peut être ajusté pour obtenir un couple maximum. Alors que la figure 4d illustre comment Kg peut être ajusté pour obtenir un rendement maximum comme représenté par la courbe de rendement 68. En mode de génération du moteur, les signaux ou les fonctions de commande 62 et 64 sont définis par les équations (23b) et (24) ci-dessous :
A'=Kg+A (23b)
B'=B/(WeKo) (24) où Kg est une constante de commande de performance du moteur, introduite afin d'amener le moteur à fonctionner dans la plage souhaitée, telle que la génération de couple optimisée ou le rendement maximum, et Ko est une constante de conversion d'unité utilisée pour optimiser la commande du moteur, comme il sera décrit ci-après. Le signal de commande 62 comme indiqué par l'équation (23b) est déduit de la partie réelle de l'impédance du moteur à induction (Zin). Le signal de commande du moteur à induction 64, comme indiqué par l'équation (24) est déduit de la partie imaginaire de l'impédance du moteur à induction (Zin). La fréquence d'excitation du bobinage du stator We est commandée de sorte que la fonction de commande 62 égale approximativement la fonction de commande 64, en permettant ainsi au moteur de fonctionner dans la plage de fonctionnement souhaitée (c'est-à-dire à sortie de couple maximum ou rendement maximum).
Le couple généré par le moteur à induction 14 est représenté sur les figures 4c et 4d, et il est représenté par la référence numérique 66. Les signaux de contrôle 62 et 64 se croisent en deux points, à savoir CP1 et CP2. Comme c'est évident à partir des figures 4c et 4d le point de croisement CP1 ne correspond pas à une sortie de couple souhaitée (couple maximum) ou à un rendement maximum du moteur à induction 14. En conséquence, le point CP1n'est pas utilisé pour déterminer si le moteur se situe dans une plage de fonctionnement souhaitable. De plus, Kg est ajusté de sorte que le point CP2 corresponde au couple de sortie maximum du moteur à induction 14 ou au rendement de
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crête qui dépend des exigences de fonctionnement du moteur. Il existe toujours une relation entre le point CP2 et le point de couple maximum sur la plage de vitesse d'excitation du moteur.
Figure img00100001
En évaluant l'amplitude de l'impédance du moteur 1 Zin ou ! 1 Id/+lqs21 /0' d/+Vqs2) et la polarité du couple (Te), la différence entre les points CP1et CP2 est facilement distinguable. Grâce à quoi seul le point de croisement CP2 est sélectionné pour obtenir une commande du moteur sans capteur.
De ce fait, la commande du moteur à induction sans capteur de la présente invention est obtenue en : ajustantla fréquence du stator We jusqu'à ce que l'équation (23a) ou (23b) égale l'équation (24), et en faisant varier Vds et Vqs dans l'équation (3) pour commander l'amplitude du couple du moteur.
En se référant maintenant à la figure 5, un organigramme illustrant une stratégie de commande de moteur à induction est illustré, conformément à la présente invention.
La stratégie de commande 100 est initiée au pavé 102, et au pavé 104, les courants de phase et tensions de phase du moteur à induction sont directement mesurés et convertis dans le repère de références d-q. Au pavé 106, la partie réelle de l'impédance du moteur est calculée. La partie imaginaire de l'impédance du moteur est calculée au pavé 108. Au pavé 110, des fonctions de commande A' et B' sont calculées en fonction du mode de fonctionnement du moteur, grâce à quoi A' est définie par les équations (23) ou (23a). La fonction de contrôle B' est calculée en prenant la partie imaginaire de l'impédance du moteur à induction, et en la divisant par le produit de la fréquence d'excitation (We) et une constante de conversion d'unité (Ko). Ensuite, la différence entre les fonctions de commande A' et B' est calculée au pavé 112. Au pavé 114, une sélection du point de croisement correct (CP2) est réalisée. Au pavé 116, la fréquence d'excitation (We) est ajustée jusqu'à ce que la fonction de contrôle A' égale approximativement la fonction de contrôle B'. En pratique, cependant, la fréquence d'excitation sera ajustée de sorte que la fonction de commande A' soit approximativement égale à la fonction de commande B' à l'intérieur d'une plage prédéfinie et spécifiée. La fréquence We étant sélectionnée, le couple du moteur peut ensuite être calculé à partir de l'équation (3) où Vds et Vqs sont les entrées.
Ainsi, la présente invention fournit une commande de moteur à induction sans capteur avec des tensions dans le repère d-q comme seules entrées pour obtenir la performance souhaitée du moteur. Plutôt que d'utiliser des paramètres individuels du moteur, la stratégie de commande de moteur à induction sans capteur mentionnée cidessus repose sur la mesure de la tension de phase et du courant de phase du moteur, et
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sur le calcul en continu des fonctions de commande (23a), (23b) et (24), qui rendent compte des modifications de condition de fonctionnement, des changements de température, de la saturation magnétique, et de l'usure du moteur.
La présente invention présente de nombreux avantages et bénéfices par rapport à la technologie antérieure. Par exemple, les équations d'impédance et de couple décrites ci-dessus illustrent comment la stratégie de commande de la présente invention évite de reposer sur des paramètres critiques du moteur qui changeront avec des conditions de fonctionnement variables, de même qu'en fonction de la vie du moteur à induction 14.
Les paramètres de commande Km, Kg et Ko provoquent de plus un moyen aisé de régler un fonctionnement de moteur dans la plage souhaitée de fonctionnement. Donc, la présente invention fournit une commande de moteur robuste par laquelle le système recherche en continu la plage optimisée de couple/rendement pour faire fonctionner le moteur.

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS 1. Procédé pour commander un moteur à induction, caractérisé en ce qu'un modèle de circuit équivalent est utilisé pour modéliser les caractéristiques électriques du moteur à induction (14), le circuit équivalent comprenant une composante réelle et une composante imaginaire, et en ce que le procédé comprend : la mesure directe des courants et des tensions de phase du moteur, la détermination de la composante réelle de l'impédance (Zin) du moteur à induction, la détermination de la composante imaginaire de l'impédance (Z;n) du moteur à induction, le calcul d'une première fonction de commande fondée sur la composante réelle de l'impédance du moteur à induction, le calcul d'une seconde fonction de commande fondée sur la composante imaginaire de l'impédance du moteur à induction, le choix d'une fréquence (We) d'excitation de bobinage de stator qui amène la première fonction de commande à égaliser approximativement la seconde fonction de commande, et l'ajustement d'une amplitude d'une tension (V) de bobinage de stator à la fréquence d'excitation de bobinage de stator choisie, afin de produire un couple (Te) de sortie de moteur à induction souhaité.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calcul d'une première fonction de commande comprend en outre le calcul d'une première fonction de commande lorsque le moteur à induction est dans un mode de motorisation en utilisant l'équation :
    A'=Km-A.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'ajustement de la constante Km pour obtenir une condition de fonctionnement souhaitée, la condition de fonctionnement souhaitée étant soit un couple de sortie de moteur à induction maximum, soit un rendement de fonctionnement de moteur à induction maximum, lorsque la première fonction de commande et la seconde fonction de commande sont approximativement égales.
    <Desc/Clms Page number 13>
  4. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calcul d'une première fonction de commande comprend en outre le calcul d'une première fonction de commande lorsque le moteur à induction est dans un mode de génération en utilisant l'équation :
    A'=Kg+A.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'ajustement de la constante Kg pour obtenir une condition de fonctionnement souhaitée, la condition de fonctionnement souhaitée étant soit un couple de sortie de moteur à induction maximum, soit un rendement de fonctionnement de moteur à induction maximum, lorsque la première fonction de commande et la seconde fonction de commande sont approximativement égales.
  6. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le calcul d'une seconde fonction de commande comprend en outre le calcul de la seconde fonction de commande en utilisant l'équation : B'=B/(WeKo).
  7. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ajustement d'un paramètre de fonctionnement du moteur à induction comprend en outre l'ajustement d'une fréquence d'excitation (We).
  8. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ajustement du couple comprend uniquement l'ajustement de la tension de phase (V) du moteur.
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