FR2962607A1 - Procede d'indexage d'un moteur electrique synchrone - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'indexage d'un moteur électrique synchrone. Ce type de moteur est composé d'un rotor et d'un stator. Le rotor comporte plusieurs aimants permanents dont des pôles nord et sud sont alternés sur une surface périphérique du rotor en regard du stator. Le stator (11) comporte des enroulements permettant de générer un champ magnétique, les enroulements étant alimentés au travers d'interrupteurs commandés. Le procédé consiste à enchaîner les phases suivantes : • au cours d'une première étape, alimenter les différents enroulements du stator (11) au moyen de signaux de tension calibrée et mesurer l'intensité (i) du courant circulant dans chaque enroulement, la durée du signal étant définie de façon à conserver le rotor (10) immobile par rapport au stator (11), les signaux générant chacun un champ magnétique orienté autour des aimants permanents selon une répartition vectorielle régulière, aucune commutation des interrupteurs n'intervenant pendant qu'un des signaux est établi, puis en déduire le vecteur de la répartition le plus proche d'une orientation du rotor (10) par rapport au stator (11) permettant l'obtention d'un couple maximum du moteur ; • au cours d'une seconde étape, alimenter les enroulements du stator (11) de façon à générer un champ fixe au stator (11) de façon déplacer le rotor (10) vers une position permettant l'obtention d'un couple maximum du moteur définie au moyen du vecteur le plus proche déterminé au cours de la première étape.

Description

PROCEDE D'INDEXAGE D'UN MOTEUR ELECTRIQUE SYNCHRONE L'invention concerne un procédé d'indexage d'un moteur électrique synchrone à aimants permanents. Ce type de moteur est composé d'un stator bobiné et d'un rotor. Le rotor comporte plusieurs paires d'aimants permanents dont des pôles nord et sud sont alternés et montés en surface du rotor en regard du stator. Le stator comporte des enroulements permettant de générer un champ magnétique. Le moteur peut être triphasé. Le stator comprend alors trois enroulements répartis autour du rotor. Les enroulements sont par exemple alimentés au travers d'un onduleur de tension. Le moteur génère un couple maximal lorsque le champ magnétique généré au stator est en quadrature avec le champ fixe et constant du rotor. Tout écart avec cet angle de pilotage du moteur se traduit par une baisse du couple. On comprend la nécessité de référencer avec précision le champ magnétique généré au stator par rapport à la position des aimants du rotor. Cette nécessité est cruciale notamment au démarrage du moteur lorsque l'on a besoin d'un démarrage en charge et/ou rapide. La procédure de référencement sera appelée indexage par la suite. En l'absence d'indexage, il est possible de faire démarrer le moteur, par exemple en utilisant des observateurs mais cette méthode est moins rapide et moins efficace que l'indexage.

On peut réaliser un indexage mécanique lors de l'assemblage du moteur. Ce type d'indexage nécessite une intervention manuelle à réaliser unitairement. De plus, cette intervention est délicate car elle met en oeuvre une chaîne de côte complexe. Cet indexage est donc couteux. On peut également réaliser un indexage purement électronique basé sur la distribution du flux dans le moteur par les aimants permanents, ce qui provoque des différences sur la valeur des inductances statoriques. Plus précisément, par application d'impulsions électriques sur les enroulements du stator, on détermine la position relative des aimants par rapport aux enroulements statoriques. Il est possible d'obtenir une image de l'évolution des inductances statoriques en mesurant l'intensité du courant circulant dans les enroulements du stator lors de l'application d'impulsions électriques de tension constante. Les impulsions peuvent être générées par l'onduleur. En utilisant un onduleur triphasé à six interrupteurs indépendants, il est possible de générer un champ magnétique orienté selon douze vecteurs régulièrement répartis autour du rotor dans un repère lié au stator. Autrement dit un vecteur correspond à une combinaison sans commutation d'états, ouvert ou fermé, de chaque interrupteur. Ces vecteurs sont appelés vecteurs directs. En fonction de l'intensité mesurée dans chaque enroulement alimenté lors de l'impulsion, Il est possible de déterminer le vecteur le plus proche de l'orientation du champ magnétique équivalent généré par l'ensemble de pôles au rotor. Autrement dit, pour un moteur possédant une paire de pôles, la précision de cet indexage est de + ou - 15° par rapport au vecteur ainsi déterminé. On divise 360° par le nombre de vecteurs, ici 12, pour obtenir l'intervalle de tolérance de l'indexage qui est donc de 30° réparti en + ou - 15° autour du vecteur retenu. Pour un moteur possédant N paires de pôles la précision de l'indexage mécanique sera de + ou - 15°/N. Par exemple pour un moteur possédant dix paires de pôles au rotor la précision mécanique sera de + ou - 1,5°, ce qui correspond à une précision de + ou - 15° électriques. On a tenté d'améliorer cette précision en générant des vecteurs dits indirects. Par exemple, en générant deux impulsions successives combinées représentant chacune deux vecteurs voisins, on obtient un vecteur intermédiaire orienté entre les deux vecteurs directs voisins. La position fixe du rotor va être sollicitée par un panel de vecteurs, qui réagiront différemment selon l'état magnétique du rotor (nord, sud, intermédiaire...), ces vecteurs créant des pôles complémentaires au stator. A chaque vecteur appliqué (avec ou sans combinaison d'interrupteurs), la mesure en amplitude du courant associée pendant le temps fixe de l'échelon de tension va permettre de déterminer le vecteur suivant le plus adéquat ayant pour but de se rapprocher du vecteur le plus compatible avec le pôle nord du rotor. En d'autres mots, chaque vecteur qui se succède (pôles au stator) sera de plus en plus proche du pôle magnétique nord du rotor, ayant pour finalité de connaître la phase exacte du dernier vecteur pertinent. Ainsi, le point de référencement pourra être déduit. La première étape d'indexage électronique mettant en oeuvre des vecteurs directs est fiable. En effet, les mesures d'intensité réalisées pour deux vecteurs opposés utilisent la même chaîne de mesure sur le même enroulement. Seule la commande des interrupteurs d'un même bras est inversée pour changer le signe du courant dans l'enroulement considéré. Par contre la seconde étape itérative mettant en oeuvre des vecteurs indirects est délicate car elle impose une somme des courants de vecteurs, donc nécessite une homogénéité des mesures des phases (offsets, gain, bruit).

Lors d'essais réalisés en interne par le déposant, la seconde phase itérative n'a pas pu être mise en oeuvre avec une fiabilité et une reproductibilité suffisantes. Les niveaux des amplitudes de courant mesurés sont trop faibles. De plus, les trois phases ne sont pas équivalentes, ce qui conduit à une somme des courants des phases lors des combinaisons de vecteurs qui ne sont pas comparables entre l'essai de l'impulsion positive, puis négative. La somme des courants qui est erronée, cumulée à la dispersion due aux erreurs de mesures, donne un résultat dont l'excursion est de même échelle que la différence des amplitudes attendues lors des essais avec les impulsions positives et négatives. On n'est donc pas capable de traiter le résultat de manière fiable. Autrement dit, pour distinguer les effets des vecteurs indirects, il est nécessaire d'avoir une bonne homogénéité des phases du stator. Enfin, lors de la génération de vecteurs indirects, les erreurs de mesure se cumulent masquant les extrémums d'intensités. L'indexage devient alors impossible. De plus, des essais ont été réalisés en interne par le déposant sur un moteur dont l'ondulation de couple est de l'ordre de 0,2% du couple maximum. Les mesures d'intensité n'ont pas permis de discriminer la position du rotor parmi les vecteurs indirects.

Un autre problème s'est posé dans le pilotage d'un onduleur triphasé à six interrupteurs commandés. La commande rapprochée retenue ne permettait pas de laisser une des trois phases « en l'air », c'est-à-dire non connectée. Seules six combinaisons de commandes des interrupteurs sont possibles ce qui correspond à six vecteurs et non plus douze. La précision n'est donc plus que de + ou - 30° électriques. Pour obtenir les six autres vecteurs, il est nécessaire de mettre en oeuvre des composants de pilotage plus spécifiques donc plus onéreux. On a vu précédemment que le couple délivré par le moteur est fonction du décalage entre l'orientation relative des champs magnétiques au rotor et au stator. Lorsque les deux champs ont la même orientation, le couple est nul et lorsque les champs ont des orientations décalées de 90°, le couple est maximum. En tenant compte de la précision obtenue avec 6 vecteurs, le couple atteignable peut être réduit jusqu'à 85% de sa valeur maximale, ce qui peut être insuffisant pour dans le déterminisme des mouvements. Cette valeur de 85% est indépendante du nombre de paires de pôles au rotor. En effet, l'évolution du couple du moteur est fonction de l'angle électrique, défini plus haut, du rotor par rapport au stator.

L'invention vise à corriger tout ou partie des problèmes cités plus 10 haut en proposant un procédé d'indexage à faible coût et adapté à des moteurs présentant une bonne linéarité dont l'application permet des mouvements de type « robotique ». A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'indexage d'un moteur électrique synchrone comprenant un rotor et un stator, le rotor 15 comportant plusieurs aimants permanents dont des pôles nord et sud sont alternés sur une surface périphérique du rotor en regard du stator, le stator comportant des enroulements permettant de générer un champ magnétique, les enroulements étant alimentés au travers d'interrupteurs commandés, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à enchaîner les phases 20 suivantes : - au cours d'une première étape, alimenter les différents enroulements du stator au moyen de signaux de tension calibrée et mesurer l'intensité du courant circulant dans chaque enroulement, la durée du signal étant définie de façon à conserver le rotor immobile par rapport au stator, les 25 signaux générant chacun un champ magnétique orienté autour des aimants permanents selon une répartition vectorielle régulière, aucune commutation des interrupteurs n'intervenant pendant qu'un des signaux est établi, puis en déduire le vecteur de la répartition le plus proche d'une orientation du rotor par rapport au stator permettant l'obtention d'un 30 couple maximum du moteur ; - au cours d'une seconde étape, alimenter les enroulements du stator de façon à générer un champ fixe au stator de façon déplacer le rotor vers une position permettant l'obtention d'un couple maximum du moteur définie au moyen du vecteur le plus proche déterminé au cours de la 35 première étape.

En d'autres termes, au cours de la seconde étape, on aligne le rotor sur le vecteur le plus proche défini à la première étape. On limite ainsi les déplacements du rotor lors de la seconde étape. On réduit le temps de manoeuvre et d'éventuelles oscillations mécaniques autour de la position recherchée.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la figure 1 représente schématiquement la disposition d'un moteur synchrone triphasé comprenant un stator et un rotor à aimants permanent ; les figures 2a à 2f représentent 6 combinaisons d'interrupteurs destinés à alimenter un moteur triphasé et permettant de générer 6 vecteurs directs ; les figures 3a à 5c permettent de mieux comprendre l'action des aimants rotoriques sur un courant circulant dans des enroulements statoriques ; plus précisément dans les figures 3a, 3b et 3c, l'axe nord sud de l'aimant est perpendiculaire à l'axe d'un pôle statorique, dans les figures 4a, 4b et 4c, les axes de l'aimant et du pôle statorique sont confondus et dans les figures 5a, 5b et 5c, les axes de l'aimant et du pôle statorique sont également confondus mais en sens opposé par rapport au sens défini dans les figures 4a, 4b et 4c ; la figure 6 représente le couple que peut fournir un moteur synchrone en fonction de son angle d'autopilotage ; la figure 7 représente sous forme de chronogramme la succession des deux étapes de l'invention, pour une phase du moteur. Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures.

L'invention est décrite en rapport à un moteur électrique synchrone comprenant un stator triphasé et un rotor comportant plusieurs aimants permanents dont des pôles nord et sud sont alternés sur une surface périphérique du rotor en regard du stator. La figure 1 représente schématiquement la disposition d'un tel moteur. Dans cet exemple le rotor 10 comporte dix aimants permanents dont les pôles sont notés N et S. Les trois phases du stator 11 sont réparties autour du rotor 10. La figure 1 est représentée en coupe perpendiculairement à un axe 15 de rotation du rotor 10. Sur la figure 1, la période électrique d'une paire de pôles est représentée à l'intérieur d'un secteur angulaire 20 formé par la paire de pôle considérée.

Pour 10 paires de pôles, le secteur angulaire est de 36°. Un tel moteur peut être utilisé pour le positionnement précis d'une antenne radar embarquée à bord d'un avion. L'antenne est mobile autour d'un axe de rotation et le rotor 10 assure un entraînement direct de l'antenne. Dans le cas d'une antenne susceptible de balayer plusieurs axes de rotation, d'autres moteurs peuvent bien entendu être mis en oeuvre pour les autres axes de rotation de l'antenne. Dans le domaine aéronautique, les contraintes de masse embarquée sont importantes et on cherche à dimensionner la puissance du moteur au plus juste pour déplacer la charge qui lui est couplée. Au démarrage du moteur un indexage selon l'invention permet d'exploiter le couple maximum que le moteur peut fournir. Le fait de déterminer une position précise du rotor par rapport au stator permet que le champ généré au stator par l'alimentation de ses enroulements soit quadrature avec le champ obtenu par les aimants permanents du rotor. On peut ainsi faire tourner le rotor 10 dans un sens de rotation déterminé avec un couple suffisant. Pour connaître la position exacte de l'antenne radar, on peut disposer d'un capteur de position précis de l'antenne par rapport à un bâti solidaire de la structure de l'avion. Ce capteur sert à l'asservissement en position de l'antenne. Pour limiter les chaînes de cotes trop précises, il est souhaitable de ne pas utiliser ce capteur pour le positionnement relatif du rotor par rapport au stator lors du démarrage du moteur d'où l'intérêt du procédé d'indexage selon l'invention. Ce procédé se caractérise par l'enchaînement de deux étapes, l'une purement statique où l'on détermine approximativement la position du rotor par rapport au stator et l'autre électromécanique où l'on déplace le rotor pour connaître plus précisément l'erreur faite à la première étape. Au cours d'une première étape, on alimente chaque enroulement du stator au moyen de signaux de tension calibrée de façon à générer une excitation magnétique selon une répartition vectorielle centrée sur l'axe 15.

La durée pendant laquelle les signaux sont établis est définie de façon à conserver le rotor 10 immobile par rapport au stator 11. Lors d'essais, on a constaté qu'une durée de l'ordre de 200ps était convenable par rapport à l'inertie du système. Les différents enroulements du stator sont par exemple alimentés au moyen d'un onduleur recevant de l'énergie d'un réseau électrique continu. L'onduleur comprend des interrupteurs permettant de connecter chaque enroulement à une borne du réseau électrique continu. L'onduleur comprend autant de branche que de phase du stator. Chaque branche comprend deux interrupteurs raccordés en série entre les bornes du réseau continu. Chaque phase est connectée au point commun des deux interrupteurs d'une branche. Lors du fonctionnement opérationnel, les interrupteurs sont pilotés en modulation de largeur d'impulsion afin de faire tourner la direction de l'excitation magnétique. Lors de la première étape, le pilotage en modulation de largeur d'impulsion est désactivé pour générer successivement plusieurs excitations magnétiques de direction fixe. Chaque excitation est obtenue par une combinaison fixe de commande des différents interrupteurs de l'onduleur. Lorsqu'un des signaux de tension calibrée est établi, les enroulements sont connectés à l'une des bornes du réseau électrique continu. Autrement dit, aucune commutation d'interrupteur n'intervient afin d'obtenir uniquement des vecteurs directs.

Différentes combinaisons permettant de générer chacune un champ fixe sont représentées sur les figures 2a à 2f. Chaque combinaison représente un des vecteurs de la répartition. Dans chaque combinaison tous les enroulements du moteur, noté M sur ces figures, sont connectées à l'une des bornes du réseau électrique continu. Autrement dit, aucun des enroulements n'est laissé sans connexion à l'une de ses bornes. Les différentes combinaisons sont celles utilisées lors du fonctionnement opérationnel du moteur pour générer un champ statorique tournant. Pour un moteur triphasé, six combinaisons sont possibles. Les six vecteurs correspondants sont décalés angulairement de 60° l'un par rapport à l'autre.

De façon plus générale, pour un stator polyphasé le nombre de vecteurs de la répartition est égal à deux fois le nombre de phases du stator. II serait possible de générer six autres vecteurs intermédiaires en laissant un des enroulements sans connexion à l'une des bornes du réseau électrique continu. II existe des commandes rapprochées permettant de gérer le pilotage des interrupteurs en enchainant les douze vecteurs précédemment décrits. Ce type de commande tend à augmenter le coût du système et à réduire son intégration. Il est donc préférable de limiter la première étape à la combinaison de vecteurs définie sur les figures 2a à 2f. Au cours de la première étape, on génère des impulsions de tension calibrée dans les différents enroulements statoriques, on mesure l'intensité du courant circulant dans chaque enroulement puis on déduit le vecteur de la répartition le plus proche de l'orientation du rotor par rapport au stator. L'impulsion de tension est un créneau de tension constante en amplitude et en durée. Cette impulsion génère une variation de flux magnétique (P dans le moteur. Le flux 1 est égal au produit du courant I circulant dans l'enroulement considéré par l'inductance équivalente L selon la loi : cl) = L.I. L'inductance équivalente est fonction de la position des aimants du rotor par rapport aux pôles statoriques générés par les impulsions. Plus précisément la position des pôles rotoriques a un effet additif ou soustractif face aux pôles statoriques créés par les différentes impulsions. Les figures 3a à 5c permettent de mieux comprendre l'action des aimants rotoriques sur l'intensité I circulant dans les enroulements statoriques.

Sur la figure 3a on a représenté un aimant rotorique 20 dont l'axe 21 passant par ses pôles est perpendiculaire à l'axe 22 d'un pôle statorique 23 généré par une impulsion. Le pôle statorique 23 est schématisé par un enroulement. Il est bien entendu qu'en pratique lorsque ce pôle est généré par une des combinaisons représentées sur les figures 2a à 2f la direction de son vecteur est orientée selon un axe intermédiaire entre les deux enroulements alimentés. Avec cette disposition perpendiculaire des axes 21 et 22, le flux généré par l'aimant 20 n'a aucune incidence sur la variation de flux D dans le moteur généré par l'impulsion. La figure 3b représente, dans un repère orthogonal, l'évolution du flux cD en fonction de l'intensité i circulant dans les enroulements statoriques alimentés lors de l'impulsion. Dans le premier quadrant du repère lorsque l'intensité i croît, cette évolution est tout d'abord linéaire avant d'atteindre la saturation au cours de laquelle la variation de flux devient plus faible. Dans le troisième quadrant du repère, la courbe est symétrique par rapport à l'origine du repère.

La figure 3c représente sous forme de chronogramme l'évolution de la tension de deux impulsions formant des vecteurs opposés correspondant aux deux sens portés par la direction 22 et l'évolution correspondant du courant mesuré dans les enroulements alimentés. Durant la première impulsion 24, le courant i croît pour atteindre un maximum Ail. Après la première impulsion 24 le courant décroît et on attend que le courant i s'annule pour générer la seconde impulsion 26. Cette durée sans impulsion correspond au moins à la démagnétisation. Durant la seconde impulsion, 26 le courant i décroît pour atteindre un minimum Ai2 avant de s'annuler à nouveau après la fin de l'impulsion 26. Les impulsions 24 et 26 étant égales en valeur absolue, les variations correspondantes de flux notées A01 pour l'impulsion 24 et A02 pour l'impulsion 26, reportées sur la figure 3b, sont de signes opposés et égales en valeur absolues. Ces variations de flux A01 et A02 donne les variations de courant dans les enroulements, respectivement Ail et Ai2. Du fait de la symétrie de la courbe de la figure 3b, on a Ail = -Ai2. Sur la figure 4a, les axes 21 et 22 sont confondus. Le flux généré par l'aimant 20 vient s'additionner ou se soustraire à la variation de flux A01 ou A02 en fonction du signe de l'impulsion 24 ou 26. En conséquence, la courbe représentée sur la figure 4b correspondante est semblable à la courbe de la figure 3b avec un décalage suivant l'axe vertical du repère. Le fait de générer une des impulsions, ici l'impulsion 24, en saturation permet de d'augmenter notablement la valeur de Ail. Dans ce cas on a Ail > -Ai2. Sur les figures 5a, 5b et 5c, les axes 21 et 22 sont également confondus. Le sens de l'aimant 20 est opposé à celui des figures 4a, 4b et 4c. En conséquence, pour les mêmes impulsions 24 et 26 on a Ail < -Ai2. Dans la pratique, il est nécessaire d'appliquer de forts échelons de tension afin de visualiser des variations de courant i entre deux vecteurs de signes opposés. Il est néanmoins important de ne pas travailler dans une zone significative de saturation des enroulements.

Avantageusement, au cours de la première étape, un premier signal représentant un vecteur de la répartition est suivi d'un second signal représentant un vecteur opposé de la répartition. Sur la figure 1, la période électrique d'une paire de pôles est représentée à l'intérieur d'un secteur angulaire 20 formé par la paire de pôle 35 considérée. Pour 10 paires de pôles, le secteur angulaire est de 36°.

Dans ce secteur angulaire, on a également représenté une courbe 21 représentant la variation en valeur absolue de l'intensité mesurée dans les enroulements statoriques autour d'une valeur moyenne 22. Cette variation est fonction de l'orientation du vecteur généré par l'impulsion de tension à l'intérieur du secteur angulaire 20. La variation de l'inductance propre suit au premier ordre deux périodes d'une sinusoïde à l'intérieur du secteur angulaire. Plus précisément, l'inductance est maximale lorsque l'orientation du vecteur passe par le centre de chaque pôle nord ou sud et est minimale lorsque l'orientation du vecteur passe par une surface de contact entre deux pôles voisins. Un premier pic positif correspond à un champ soustractif entre le champ d'induit et le champ des aimants et un second pic positif correspond à un champ additif. Une période de démagnétisation suit directement la période pendant laquelle le signal de tension calibré est établi, la période de démagnétisation comprenant la période de démagnétisation naturelle suivie de la période de démagnétisation de sécurité. A l'issue de la période de démagnétisation, le courant dans l'enroulement considéré est nul. Lors d'essais, on a constaté qu'une durée de démagnétisation naturelle de l'ordre de 1 ms était convenable. La même durée convient pour la période de démagnétisation de sécurité. A l'issue de la génération des différents vecteurs de la répartition, on compare les intensités maximales, en valeur absolue relevées à la fin de chaque créneau. L'intensité maximale la plus forte correspond au vecteur le plus proche de l'orientation recherchée du rotor par rapport au stator permettant l'obtention d'un couple maximum du moteur. Pour sécuriser la détermination de l'orientation du rotor par rapport au stator, au cours de la première étape, on peut générer plusieurs signaux distincts pour un même vecteur. On réalise pour chaque signal généré une mesure d'intensité du courant circulant dans les enroulements alimentés et on établit une moyenne des mesures d'intensité correspondant au même vecteur. Le choix du vecteur le plus proche est déterminé à partir de cette moyenne. II est bien entendu possible de réaliser un grand nombre de mesure et éventuellement de supprimer du calcul de la moyenne des valeurs semblant aberrantes ou simplement extrêmes. En pratique des essais concluants ont été réalisés sur une centaine de mesures pour chaque vecteur.

On a vu précédemment que pour un moteur triphasé, il était aisé de réaliser une répartition comprenant six vecteurs, en appliquant des créneaux de tension positive ou négative à tous les enroulements statoriques au moyen d'un onduleur convenablement piloté. Ces six vecteurs permettant de déterminer l'orientation du rotor par rapport au stator avec une précision de + ou - 30° électriques. La figure 6 représente le couple que peut fournir un moteur synchrone en fonction de l'angle d'autopilotage. Le couple est considéré unitaire pour un angle de 90° qui représente la quadrature entre le champ magnétique généré au stator et le champ du rotor. Une courbe 35 croissante relie une origine du repère de la figure à une valeur unitaire pour l'angle de 90°. On constate qu'avec une précision de + ou - 30°, c'est-à-dire entre 60° et 90° sur la figure 6, on peut obtenir un couple d'au moins 85% du couple maximum possible pour le démarrage du moteur lorsqu'il sera en opération. Un but de l'invention est d'améliorer cette précision pour que le couple disponible soit le plus important possible. Selon l'invention, au cours d'une seconde étape, on alimente les enroulements du stator pour générer un champ fixe au stator de façon à déplacer le rotor et à aligner le champ du rotor avec le vecteur le plus proche déterminé au cours de la première phase. Plus précisément, on génère à nouveau le vecteur déterminé lors de la première phase pendant une durée nettement supérieure de façon à faire tourner le rotor si besoin pour aligner les deux champs, celui du rotor généré par les aimants permanents et celui du stator généré par l'alimentation des enroulements. En supposant que l'orientation du rotor soit à 30° du vecteur déterminé lors de la première étape et en régénérant un champ statorique orienté selon ce même vecteur, en se référant à la figure 6, on dispose d'un couple de 85% du couple maximum du moteur. Ce couple est suffisant pour déplacer le rotor dans une phase d'initialisation et amener les deux champs en alignement. Il faut toutefois préciser que plus les champs sont alignés plus le couple diminue. Des essais ont néanmoins montré qu'on pouvait raisonnablement aboutir à une précision de + ou - 5° électriques. Il est bien entendu qu'à l'instant du démarrage opérationnel du moteur, le champ statorique sera orienté en quadrature à de + ou - 5° du champ orienté selon le vecteur retenu. Avec la précision obtenue à l'issue de la seconde phase, et en référant à nouveau à la figure 6, on obtient un couple de démarrage quasiment égal au couple maximum du moteur.

La figure 7 représente sous forme de chronogramme la succession des deux étapes de l'invention. Plus précisément, une courbe 37 représente le courant circulant dans un des enroulements du stator. Durant une phase initiale 40, on peut pratiquer des tests de fonctionnement électrique du moteur et des capteurs de mesure d'intensité du courant dans les enroulements statoriques. Cette phase initiale 40 précède l'indexage selon l'invention. La phase initiale 40 précède la première étape de l'invention, repérée 42, au cours de laquelle on alimente chaque enroulement du stator au moyen de signaux de tension calibrée pour en déduire le vecteur de la répartition le plus proche de l'orientation du rotor par rapport au stator. La seconde étape de l'invention est notée 43 et peut se décomposer en deux sous-étapes. Durant une première sous-étape 44, on fait croître progressivement le courant appliquée à l'enroulement considéré afin d'obtenir un positionnement progressif du rotor. L'application progressive de d'une puissance électrique permet de limiter d'éventuelles oscillations (échelon de puissance) autour de sa position d'équilibre définie pour une orientation parfaite des deux champs rotorique et statorique. La première sous-étape 44 est suivie d'une seconde sous-étape 45 au cours de laquelle on maintient le courant appliqué à l'enroulement considéré à une valeur constante égale à la valeur maximale de courant appliqué lors de la sous-étape 44. Les autres enroulements du stator sont alimentés de façon semblable afin de déplacer le rotor pour obtenir l'orientation souhaitée selon le vecteur déterminé lors de la première étape 42.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1. Procédé d'indexage d'un moteur électrique synchrone comprenant un rotor (10) et un stator (11), le rotor (10) comportant plusieurs aimants permanents dont des pôles nord (N) et sud (S) sont alternés sur une surface périphérique du rotor (10) en regard du stator (11), le stator (Il) comportant des enroulements permettant de générer un champ magnétique, les enroulements étant alimentés au travers d'interrupteurs commandés, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à enchaîner les phases suivantes : - au cours d'une première étape (42), alimenter les différents enroulements du stator (11) au moyen de signaux de tension calibrée et mesurer l'intensité (i) du courant circulant dans chaque enroulement, la durée du signal étant définie de façon à conserver le rotor (10) immobile par rapport au stator (11), les signaux générant chacun un champ magnétique orienté autour des aimants permanents selon une répartition vectorielle régulière, aucune commutation des interrupteurs n'intervenant pendant qu'un des signaux est établi, puis en déduire le vecteur de la répartition le plus proche d'une orientation du rotor (10) par rapport au stator (11) permettant l'obtention d'un couple maximum du moteur ; - au cours d'une seconde étape (43), alimenter les enroulements du stator (11) de façon à générer un champ fixe au stator (11) de façon déplacer le rotor (10) vers une position permettant l'obtention d'un couple maximum du moteur définie au moyen du vecteur le plus proche déterminé au cours de la première étape (42).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stator (11) est polyphasé et en ce que lors de la première étape (42) le nombre de vecteurs de la répartition est égal à deux fois le nombre de phases du stator (11).
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les enroulements du stator (11) sont alimentés au moyen d'un onduleur recevant de l'énergie d'un réseau électrique continu, l'onduleur comprenant les interrupteurs permettant de connecter chaque enroulement à une borne du réseau électrique continu et en ce que lorsque chaque signal de tensioncalibrée est établi, les enroulements sont connectés à l'une des bornes du réseau électrique continu.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au cours de la première étape (42), un premier signal représentant un vecteur de la répartition est suivi d'un second signal représentant un vecteur opposé de la répartition.
5. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un signal représentant un vecteur de la répartition est établi pendant une première période directement suivie d'une seconde période de démagnétisation.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au cours de la première étape (42), on génère plusieurs signaux distincts pour un même vecteur, en ce qu'on réalise pour chaque signal généré une mesure d'intensité du courant circulant dans les enroulements alimentés et en ce qu'on établit une moyenne des mesures d'intensité correspondant au même vecteur.
7. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde étape (43) comprend deux sous-étapes (44, 45) se succédant, en ce qu'au cours de la première (44) des deux sous-étapes, on fait croître progressivement un courant appliqué aux enroulements de façon à générer le champ fixe au stator et en qu'au cours de la seconde (45) des deux sous-étapes, on maintient le courant appliqué à aux enroulements à une valeur constante égale à la valeur maximale de courant appliqué lors de la première sous-étape (44).30