FR2977746A1 - Procede de commande d'une machine electrique polyphasee - Google Patents

Abstract

Procédé de commande d'une machine polyphasée reliée à une batterie et comportant un circuit intermédiaire avec un condensateur, des bobinages de phase et un commutateur côté chaud et un commutateur côté froid par phase. Les commutateurs dans différentes phases reçoivent des signaux de commande d'une unité de commande. L'unité de commande fournit les signaux de commande pour les commutateurs associés aux différentes phases : - en prédéfinissant des paramètres de forme sinusoïdale, - à chaque instant de chaque cycle de commande, on branche au moins un courant de phase et pour chaque cycle de commande on dispose d'un motif de commande pulsé, fixe dans lequel le développement de commande des signaux de commande de phase associé aux phases est constant, - les impulsions de commande dans différentes phases sont prédéfinies de façon à minimiser le courant intermédiaire associé.

Description

i Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de commande d'une machine électrique polyphasée. Etat de la technique s On connaît les moteurs électriques à champ tournant. Ces moteurs utilisent différents types de modulation. La modulation de largeur d'impulsion (modulation PWM) est une technique très utilisée dans les moteurs à champ tournant. La régulation de tels moteurs ou moyens d'entraînement à champ tournant se fait en fonction des exi- io gences auxquelles il faut répondre selon les procédés suivants : une régulation sinusoïdale d'intensité (commutation sinusoïdale) ; une régulation d'intensité par bloc (alimentation par bloc) ; tension en forme de bloc (commande avec tension de bloc) ; une régulation de tension sinusoïdale combinée à des tensions ls nulles. En principe, les techniques évoquées ci-dessus peuvent être appliquées par des machines électriques ayant un nombre quel-conque de phase. En pratique, on rencontre le plus fréquemment des machines électriques triphasées, mais, il existe également d'autres ma- 20 chines électriques ayant un nombre différent de phases par exemple des machines électriques avec une, deux, quatre, cinq, six, sept ou neuf phases. On connaît également les systèmes ou modes de fonctionnement en « marche-arrêt ». Ces systèmes ou modes de fonctionne- ls ment servent à arrêter puis redémarrer un moteur à combustion interne pour réduire la consommation de carburant et les émissions de gaz d'échappement. On connaît un système « marche-arrêt » développé par la demanderesse et utilisant des démarreurs classiques. On commande 30 ainsi le démarreur d'un appareil de commande électronique et le pignon du démarreur engrène avec la couronne dentée du volant du moteur. Il a également déjà été proposé un générateur-démarreur avec un entraînement par courroie (RSG) sur la base d'un générateur à griffes polaires avec en plus un appareil de commande électronique. 35 Dans de tels générateurs-démarreurs, les phases sont souvent reliées 2 directement à la batterie par des semi-conducteurs électroniques sans appliquer un procédé de découpage comme par exemple le procédé de modulation PWM. Pour récupérer de fortes quantités d'énergie en cas de s freinage, il faut des systèmes fonctionnant avec des tensions plus élevées. A des tensions plus élevées, pour démarrer le moteur à combustion interne, il faut cadencer la tension d'alimentation dans le redresseur pour limiter le courant dans la machine à la valeur maxi-male prédéfinie. Un redresseur cadencé nécessite un circuit intermé- Io diaire avec des condensateurs de forte capacité pour lisser la composante alternative du courant de charge. Le dimensionnement des circuits intermédiaires des étages de sortie ou étages de puissance, correspond souvent au dimensionnement de l'étage de sortie respectif. Pour les véhicules fonctionnant avec des tensions supé- is rieures à 14 V par exemple de l'ordre de 42 V, il est déjà connu d'utiliser un releveur de tension. Cela permet au générateur de fournir du courant avant d'atteindre la tension de marche à vide égale à 42 V. Le document DE 199 03 426 A 1 décrit un dispositif et un procédé de régulation d'un générateur auxquels sont associés des con- 20 vertisseurs de tension ; le convertisseur de tension fonctionne comme un releveur de tension. La régulation connue se fait au moins dans deux zones partielles définies différemment comme plage de vitesse de rotation et comme plage de tension. Une première installation de régulation, commandée sert à réguler le convertisseur de tension releveur de 25 tension. Une seconde installation de régulation sert de régulateur pour le courant d'excitation dans l'enroulement du générateur. Les deux installations de régulation coopèrent et échangent des informations. La régulation secondaire du releveur de tension est faite habituellement par une commande PWM centrée sur le milieu (com- 30 mande alignée sur le milieu) consistant à augmenter en continu le rapport de commande. Cette variation du rapport de commande se traduit par un fort courant de circuit intermédiaire. En particulier pour des applications dans le domaine automobile, l'existence d'un courant élevé dans le circuit secondaire est un élément critique car le condensateur 35 de circuit intermédiaire est exposé à de fortes températures ambiantes ; 3 or dépend de la durée de vie du condensateur de circuit intermédiaire ces températures ambiantes et du courant dans le circuit intermédiaire définissent. Réduire le courant de circuit intermédiaire permet d'utiliser des condensateurs intermédiaires de capacité moindre, ce qui se traduit s par des avantages économiques. Un autre avantage réside dans la possibilité d'augmenter la température ambiante maximale autorisée en réduisant la puissance interne, perdue du second condensateur de circuit intermédiaire. Exposé et avantages de l'invention io La présente invention a pour objet un procédé de commande d'une machine polyphasée reliée à une batterie et comportant un circuit intermédiaire avec un condensateur de circuit intermédiaire, les bobinages de phase et un commutateur côté chaud et un commutateur côté froid, par phase, les commutateurs associés aux différentes ls phases recevant des signaux de commande d'une unité de commande. Ce procédé est caractérisé en ce que l'unité de commande fournit les signaux de commande pour les commutateurs associés aux différentes phases de façon à : prédéfinir des paramètres de forme sinusoïdale, 20 brancher au moins un courant de phase à chaque instant de chaque cycle de commande, disposer d'un motif de commande pulsé, fixe pour chaque cycle de commande dans lequel le développement de commande des signaux de commande de phase associé aux phases est constant, 25 prédéfinir les impulsions de commande associées aux différentes phases de façon à minimiser le courant intermédiaire associé. Le procédé selon l'invention a l'avantage de minimiser les courants de circuit intermédiaire. Le procédé offre une stratégie de commande en particulier pour les générateurs électriques fonctionnant 30 comme releveur de tension mais aussi pour la machine électrique fonctionnant comme moteur. Selon le procédé développé ci-dessus, la commande d'une machine polyphasée reliée à une batterie a un circuit intermédiaire avec un condensateur de circuit intermédiaire et pour chaque phase, un commutateur côté chaud et un commutateur côté 35 froid, les commutateurs associés aux différentes phases recevant des 4 signaux de commande d'une unité de commande qui réduit le courant de circuit intermédiaire par des signaux de commande des commutateurs associés aux différentes phases pour avoir des courants sinusoïdaux ; à chaque instant de chaque cycle de commande, on branche s au moins un courant de phase et pour chaque cycle de commande on a un motif de commande pulsé, fixe dans lequel le déploiement des signaux de commandes associés aux phases est constant. Suivant une autre caractéristique avantageuse du procédé pour régler le courant minimum dans le circuit intermédiaire, on io modifie la position de l'impulsion de commande dans l'intervalle de commande. Suivant une autre caractéristique avantageuse du procédé pour régler le courant minimum dans le circuit intermédiaire, on fait varier l'amplitude de la tension de consigne. ls Suivant une autre caractéristique avantageuse pour régler le courant minimum dans le circuit intermédiaire, on fait varier la largeur des différentes impulsions de commande en décalant la durée de commande. Suivant une autre caractéristique avantageuse un cycle 20 de commande correspond à une plage angulaire de 3600/(2 - PZ), PZ étant le nombre de phases de la machine polyphasée. Suivant une autre caractéristique avantageuse on utilise un procédé d'écrêtage de sommet dans un cycle de commande. Suivant une autre caractéristique avantageuse on asser- 25 vit la fréquence de commande des commutateurs associés aux phases pour avoir un nombre entier de motifs d'impulsion dans une plage angulaire de 3600/(2 - PZ). Suivant une autre caractéristique avantageuse on prédéfinit la largeur des impulsions de commande associées aux différentes 30 phases pour avoir une transition entre la commutation sinusoïdale et la commutation de blocs. Suivant une autre caractéristique avantageuse on détermine les largeurs de commande des signaux de commande associés aux phases à l'aide de l'indicateur actuel de tension. Suivant une autre caractéristique avantageuse on effectue une régulation du courant du générateur en étageant à l'aide du motif d'impulsion, le courant d'excitation de la machine, l'angle de commutation, le courant de batterie pulsé dans un plan de temps supé- 5 rieur avec stockage intermédiaire dans la batterie ou par une combinai- son de plusieurs tels moyens. Dessins La présente invention se décrit ci-après à l'aide d'exemples de procédé de commande d'une machine électrique polyphasée reliée à une batterie, représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma servant à décrire une machine à cinq phases raccordée à une batterie, dans le cas d'un montage avec un pont B10, 15 la figure 2 dans ses parties a-e montre des diagrammes explicitant un motif de commande avec alignement centré et les intensités de courants produites, la figure 3 dans ses parties a-e est un extrait agrandit des dia-grammes de la figure 2, 20 la figure 4 dans ses parties a et b montre des diagrammes explicitant un système sinusoïdal à cinq phases, la figure 5 dans ses parties est un diagramme explicitant un premier motif de commande perfectionné et les courants de circuit intermédiaire, 25 la figure 6 montre des diagrammes explicitant un second motif de commande perfectionnée et le courant de circuit intermédiaire ainsi produit, la figure 7 montre un motif de commande selon un premier exemple de réalisation de l'invention, 30 la figure 8 montre un motif de commande selon un second exemple de réalisation de l'invention, la figure 9 montre un motif de commande d'un troisième exemple de réalisation selon l'invention, 6 la figure 10 dans ses parties a) et b) montre les courbes de courant de circuit intermédiaire, de batterie et de phase, en fonction de leur durée de commande, la figure 11 montre dans ses parties a) et b) les courbes des courants s de circuit intermédiaire, de batterie et de phase en fonction de la vi- tesse de rotation du générateur. la figure 12 montre des diagrammes explicitant le courant de circuit intermédiaire dans le cas d'une augmentation de la vitesse de rotation en utilisant un motif de commande d'alignement central connu, io la figure 13 explicite le courant de circuit intermédiaire dans le cas d'une montée en vitesse en utilisant un motif de commande selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La présente invention a pour objet un procédé de com- as mande d'une machine électrique polyphasée reliée à une batterie et comportant un circuit intermédiaire avec un condensateur de circuit intermédiaire et pour chaque phase un commutateur (interrupteur) côté chaud et un commutateur (interrupteur) côté bas ; les commutateurs associés aux différentes phases reçoivent des signaux de commande 20 d'une unité de commande. Ce procédé n'est pas lié à un nombre de phases déterminé de la machine mais la description détaillée faite ci-après se rapporte à une machine à cinq phases. La figure 1 montre une esquisse servant à expliquer une machine à cinq phases branchées en pentagramme avec un pont B10. 25 Le branchement en pentagramme est un type de branchement selon lequel les cinq enroulements de phase, en total du circuit sont reliés électriquement les uns aux autres, de sorte que l'on obtient la forme d'un pentagramme. La machine présentée comporte globalement cinq bornes 30 de phase A1, A2, A3, A4, A5 et globalement cinq enroulements de phase 1, 2, 3, 4, 5 ; chacun des enroulements de phase est branché entre deux des bornes de phase indiquées. La machine présentée a une électronique de puissance LE reliée aux bornes de phase ainsi qu'une batte-rie B avec un pôle B+ et un pôle B-. Entre la batterie B et l'électronique 7 de puissance LE on a un circuit intermédiaire ZK avec un condensateur de circuit intermédiaire C ZK. L'électronique de puissance LE comporte cinq branches Ph 1, Ph2, Ph3, Ph4, Ph5 dont chacune a un montage en série de deux s commutateurs et en parallèle une diode en montage antiparallèle sur chacun des commutateurs. Cette disposition correspond à l'utilisation de transistors à effet de champs usuels comme commutateurs car ces transistors intègrent une diode inverse. Mais en principe, on peut également utiliser d'autres éléments de commutation tels que par exemple io les composants IGBT. La branche Ph 1 de l'électronique de puissance LE avec les commutateurs HS 1 et LS 1 est reliée par le point de jonction entre les deux commutateurs HS 1 et LS 1 à la borne de phase A 1 du stator de la machine. Le commutateur HS 1 de la branche Ph l est un commuta- is teur côté chaud. Une diode est en montage antiparallèle par rapport au commutateur HS 1. Le commutateur LS 1 de la branche Ph l est un commutateur côté froid. Une diode est en montage antiparallèle avec le commutateur LS 1. Les commutateurs HS 1 et LS 1 sont commandés par une unité de commande S qui leur envoie des signaux de commande S1 20 et S2. La branche Ph2 de l'électronique de puissance LE avec les commutateurs HS2 et LS2 est reliée par le point de jonction entre les deux commutateurs HS2 et LS2 à la borne de phase A2 du stator de la machine. Le commutateur HS2 de la branche Ph2 est un commuta- 25 teur côté chaud. Une diode est montée selon un montage antiparallèle par rapport au commutateur HS2. Le commutateur LS2 de la branche Ph2 est un commutateur côté froid. Une diode est montée selon un montage antiparallèle par rapport au commutateur LS2. Les commutateurs HS2 et LS2 sont commandés par des signaux de commande S3 et 30 S4 de l'unité de commande S. La branche Ph3 de l'électronique de puissance LE avec les commutateurs HS3 et LS3 est reliée par le point de jonction des deux commutateurs HS3 et LS3 à la borne de phase A3 du stator de la machine. Le commutateur HS3 de la branche Ph3 est un commutateur 35 côté chaud. Une diode est montée en position antiparallèle par rapport 30 8 au commutateur HS3. Le commutateur LS3 de la branche Ph3 est un commutateur côté froid. Une diode est branchée selon un montage antiparallèle sur le commutateur LS3. Les commutateurs HS3 et LS3 sont commandés par l'unité de commande qui envoie des signaux de com- s mande S5 et S6. La branche Ph4 de l'électronique de puissance LE avec les commutateurs HS4 et LS4 est reliée par le point de jonction des commutateurs HS4 et LS4 à la borne de phase A4 du stator de la ma-chine. Le commutateur HS4 de la branche Ph4 est un commutateur côté chaud. Une diode est montée en montage antiparallèle par rapport au commutateur HS4. Le commutateur LS4 de la branche Ph4 est un commutateur côté froid. Une diode est montée selon un montage antiparallèle par rapport au commutateur LS4. Les commutateurs HS4 et LS4 sont commandés par une unité de commande S qui leur envoie des ls signaux de commande S7 et S8. La branche Ph5 de l'électronique de commande LE avec les commutateurs HS5 et LS5 est reliée par le point de jonction des deux commutateurs HS5 et LS5 à la borne de phase A5 du stator de la machine. Le commutateur HS5 de la branche Ph5 est un commutateur 20 côté chaud. Une diode est branchée en montage antiparallèle sur le commutateur HS5. Le commutateur LS5 de la branche Ph5 est un commutateur côté froid. Une diode est montée selon un montage antiparallèle sur le commutateur LS5. Le commutateur HS5 et le commutateur LS5 reçoivent des signaux de commande S9 et S10 de l'unité de 25 commande S. Lorsque la machine de la figure 1 fonctionne, à tout instant on a la relation suivante :

1 ZK = 1 Bat - 1 Gen. Il en résulte l'intensité du générateur 1_Gen en fonction de la position du commutateur de l'électronique de puissance, qui est la combinaison des courants de phase 1_1 à I_5 pour les phases dont les commutateurs côté chaud sont passants à l'instant respectif.

9 On connaît déjà une commande dite « de centres alignés ». Selon cette commande, la plage de temps pour le passage du courant est concentrée sur une petite plage de temps. Un motif de commande d'une telle commande à centres alignés et les intensités pro- duites apparaissent dans les diagrammes de la figure 2 ; à la figure 2, les impulsions de commande des commutateurs associés aux phases portent les références U, V, W, X, Y et les intensités de phase portent les références 1_U, 1_V, 1_W, 1_X et I_Y. A la figure 2a on a représenté les signaux de commande io des commutateurs ; la figure 213 montre le courant de circuit intermédiaire 1_ZK ; la figure 2c montre la tension V_B+ appliquée au pôle positif de la batterie ; la figure 2e démontre le courant de batterie 1_Bat ; la figure 2e montre les courants de phase 1_X à Y. La figure 2a montre notamment que pour une commande 15 à centres alignés, les milieux des impulsions de commande se correspondent comme le montre une ligne verticale en pointillé à la figure 2a. De plus, la figure 2a montre que les flancs des impulsions de commande sont différents les uns des autres dans le temps et se trouvent dans une plage de temps limité. L'indication « roue libre LS » signifie 20 que dans cet intervalle de temps, tous les commutateurs côté froid sont passants. L'indication « roue libre HS » signifie que dans cet intervalle de temps, tous les interrupteurs côté chaud sont passants. L'expression « entraînement » signifie que dans cette étroite fenêtre de temps, du fait de la position des commutateurs, la machine électrique est reliée à la 25 tension extérieure. I1 en résulte une variation de courant dans les en-roulements de stator. Si une impulsion de commande est au niveau de tension 16 V, cela signifie que le commutateur côté chaud, associé est passant. Si une impulsion de commande est au niveau de tension 0 V, cela signifie que le commutateur côté bas correspondant est passant. 30 La figure 213 montre que le courant de circuit intermédiaire 1_ZK subit de fortes variations dans la région des flancs des impulsions de commande comme cela est détaillé à la figure 3. La figure 2c montre que la tension de batterie V_B+ subit de fortes variations dans la région des flancs des impulsions de com- 35 mande. 2977746 io La figure 2d montre le courant de batterie 1_Bat et la figure 2e montrent les courants de phase 1_X à I_Y qui assurent une participation au courant de circuit intermédiaire ou non, suivant la position du commutateur côté chaud associé. s La figure 3 montre dans ses parties a_e, un extrait agrandi des diagrammes des parties a_e de la figure 2. La figure 3a montre aussi les signaux de commande des commutateurs ; la figure 313 montre le courant de circuit intermédiaire 1_ZK ; la figure 3c montre la tension V_B+ appliquée au pôle + de la batterie ; la figure 3d montre le io courant de batterie 1_Bat et la figure 3e montre le courant de phase 1_X à I Y. Selon la figure 313, il apparaît que le courant de circuit intermédiaire 1 ZK résulte de la combinaison du courant de batterie 1 Bat avec le ou les courants de la phase active, respectifs et dans le cas du ls déblocage des commutateurs côté chaud associés aux bornes de phase X, W on aura un courant de circuit intermédiaire plus important qui, dans le présent exemple, est d'environ - 420 A alors que le courant de batterie est de l'ordre de + 80A et que le courant de phase effectif est de l'ordre de 200A. 20 Ainsi apparaît sur les figures 2 et 3 que si l'on utilise la commande à centres alignés connue on aura des variations brusques d'intensité dans le circuit intermédiaire qui sont en corrélation avec les différents évènements de commutation. Pendant le temps du fonctionnement en « roue libre » indiqué à la figure 2, c'est-à-dire lorsque tous 25 les commutateurs côté chaud et côté bas sont fermés, on aura 1_Gen = 0. En conséquence pour le courant du circuit intermédiaire on a I_ZK = 1_Bat. Dans cette phase, le condensateur de circuit intermédiaire sera rechargé. Les courants s'additionnent dans la phase de commande. Pour les considérations de perte dans le condensateur in- 30 termédiaire, le courant effectif est déterminant. On a la relation sui- vante : fT \ 1/2 X = T - J x(t)2 - dt \T o /

ii La moyenne arithmétique du courant de condensateur est de l'ordre de 0 si l'on néglige les pertes propres. La valeur effective augmente fortement si l'on additionne fortement les intensités, c'est-à-dire si le tracé du courant monte en pointe. Du fait de cette forte mon- tée de la valeur effective, la sollicitation thermique du condensateur de circuit intermédiaire est élevée. Une telle charge thermique élevée comme celle dans la commande avec les centres alignés, est évité par le procédé de l'invention. La figure 4a montre un diagramme explicitant un système sinusoïdal à cinq phases. Dans ce diagramme, on a modifié l'ordre des phases par comparaison au diagramme présenté aux figures 2 et 3. En abscisses, on a représenté les angles en radian et en ordonnées on a les tensions de consigne prédéfinies. Le courant de phase associé porte les références U, V, W, X, Y. La valeur limite supérieure porte la réfé- is rence G_o et la valeur limite inférieure porte la référence G_i. Ces va-leurs limites sont représentées en traits interrompus à la figure 4a. La valeur limite supérieure G_o est légèrement plus petite que la valeur maximale positive de la tension. L'autre valeur limite G_u est légère-ment supérieure à la valeur de tension de consigne, négative, minimale. 20 On détermine des valeurs limites évoquées de la manière suivante : G_o = U_ cons_ amplitude*cos(360°/(4*PZ» Gu= -Go Dans cette formule, PZ est le nombre de phases de la ma- 2s chine. L'unité de commande fournit des signaux de commande impulsionnelle aux différents cycles de commande successifs. Ces signaux de commande sont destinés aux commutateurs et les largeurs d'impulsion et les longueurs d'impulsion d'un cycle de commande sont 30 chaque fois modifiées pour réduire le courant intermédiaire. Cela se fait par exemple selon le procédé dit du dessus « aplati » ou « sommet écrêté ». Selon ce procédé, on commute successivement certains commutateurs comme cela décrit ci-après. La figure 4a montre les intervalles angulaires ou les fe- 35 nêtres de sommet écrêté a 1, ..., a 10 dans lesquelles il existe des con- 12 signes de tension en ce que l'une des valeurs de tension de consigne associée à une phase de courant est supérieure à la valeur limite supérieure G o ou inférieur à la limite inférieure G U. Si la valeur de la tension de consigne associée à une phase de courant est supérieure à la s valeur limite supérieure G_o alors dans l'intervalle angulaire associé, on commandera le déblocage du commutateur côté chaud, associé. Si en revanche la valeur de la tension de consigne associée à une phase de courant est inférieure à la limite inférieure G U alors dans l'intervalle angulaire associé, on commande le commutateur côté froid, pour le dé-bloquer comme cela sera décrit à l'aide de la figure 4b. Cette figure explicite la formation de motifs de commande pour des machines électriques à commutation sinusoïdale par une comparaison de triangle - sinus. En appliquant à la fonction de triangle un coefficient de décalage qui est chaque fois commuté à l'instant de la 15 commutation d'une fenêtre de sommet écrêté, on obtient automatique-ment une commande de passage, tournante, pour les dix commutateurs concernés. Les signaux de forme sinusoïdale correspondent aux con-signes de tension prédéterminée. Les figures 4a et 4b montrent que dans : 20 l'intervalle angulaire a 1 le commutateur côté chaud de la phase X est passant, l'intervalle angulaire a2 le commutateur côté froid de la phase V est passant, l'intervalle angulaire a3 le commutateur côté chaud de la phase W 25 est passant, l'intervalle angulaire a4 le commutateur côté froid de la phase U est passant, l'intervalle angulaire a5 le commutateur côté chaud de la phase Y est passant, 30 l'intervalle angulaire a6 le commutateur côté froid de la phase X est passant, l'intervalle angulaire a7 le commutateur côté chaud de la phase V est passant, l'intervalle angulaire a8 le commutateur côté froid de la phase W est 35 passant, 13 l'intervalle angulaire a9 le commutateur côté chaud de la phase U est passant, l'intervalle angulaire a 10 le commutateur côté froid de la phase Y est passant. s Dans le cas d'un déphasage de l'intensité de la tension, il peut être avantageux de décaler les intervalles angulaires a 1 - a 10 vers la droite ou vers la gauche et dans le cas présent il est possible d'avoir un décalage maximum de 18° et de façon générale un décalage de 360°/ (4 x nombre de phases). 10 Dans chacun des intervalles angulaires, indépendamment du courant de phase associé au commutateur commandé dans le sens passant, associé, tous les autres courants de phase servent à réduire le courant du circuit intermédiaire. Cela résulte de ce que par un motif de commande approprié l'unité de commande décale les autres 15 courants de phase les uns par rapport aux autres pour réduire le courant du circuit intermédiaire qui en résulte. Pour cela, on décale les autres courants de phase pour réduire le chevauchement entre les courants de phase positifs et/ou on décale les autres courants de phase pour que les courants de phase positifs et négatifs se compensent au 20 moins partiellement. La figure 5 montre des diagrammes explicitant un motif de commande et le courant de circuit intermédiaire ainsi produit. Ainsi la figure 5a montre le motif de commande et la figure 5b le courant ainsi produit dans le circuit intermédiaire. Selon la figure 5a, les impul- 25 sions de commande associées aux phases pour le commutateur respectivement associé sont séparées dans le temps les unes des autres. Cela signifie que les impulsions ne se chevauchent pas. La figure 5b montre que chaque opération de commutation selon la figure 5a produit un courant de compensation correspondant dans le circuit 30 intermédiaire. Les valeurs absolues de l'intensité du courant dans le circuit intermédiaire sont réduites d'environ 30 % c'est-à-dire de manière significative par rapport à celles du courant du circuit intermédiaire présentées à la figure 2b. Cette réduction résulte de ce que l'on n'a plus de fort dépassement du courant dans le circuit intermédiaire 35 qui résulterait de la combinaison systématique des courants de phase. 14 Selon une autre étape d'optimisation, on peut éliminer les pointes de courant dans le sens positif pour le courant du circuit intermédiaire présenté à la figure 5b. Pour cette réduction supplémentaire du courant dans le circuit intermédiaire, on cherche à établir un état s dans lequel le courant du circuit intermédiaire se situe toujours à proximité de la ligne 0. Dans ce contexte les composantes de courant qui additionnent le courant de la batterie sont particulièrement gênantes. On évite cette combinaison non souhaitable des courants 10 de phase en ce que l'on décale les impulsions de commande correspondantes dans une période de commande en procédant de manière appropriée. Ce décalage peut se faire sans limiter les effets d'une commutation sinusoïdale dans une période de commande et cela de manière quelconque. En conséquence, on peut réduire encore plus le 15 courant effectif de circuit intermédiaire si la commande des phases dont les deux commutateurs ne sont commutés à l'état passant dans la fenêtre de sommet écrêté instantanée, sont décalés l'un par rapport à l'autre pour éviter le chevauchement des courants de phase positifs et négatifs et/ou pour que les courants de phase positifs et négatifs se 20 compensent au moins partiellement. La figure 6 montre un diagramme explicitant un motif de commande selon le développement décrit ci-dessus avec une combinai-son des courants de phase positifs et négatifs pour réduire le courant dans le circuit intermédiaire ainsi produit et des valeurs d'intensité ins- 25 tantanées correspondantes. La figure 6a montre le motif de commande et le courant du circuit intermédiaire ; la figure 6b montre les valeurs instantanées associées de l'intensité. Le motif de commande décrit ci-dessus, permet de réduire jusqu'à 40 % le courant de circuit intermédiaire par comparaison 30 à la commande à centres alignés, usuel. On utilise pour cela des courants de consigne ou des tensions de consigne, prédéfinis, de forme sinusoïdale. Selon la présente invention, on veut réduire encore plus le courant de circuit intermédiaire. Pour cela, dans ce dernier système 35 on modifie la durée de commande ou celle du courant de batterie pour

15 que les motifs d'impulsion se déplacent les uns par rapport aux autres jusqu'à ce que dans l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, dans le cas idéal, les impulsions de commande pour les phases X et Y soient exactement adjacentes. Le motif d'impulsion résultant et le courant du circuit intermédiaire associé sont explicités à la figure 7 qui montre un motif d'impulsion selon un premier exemple de réalisation de l'invention. La comparaison des figures 6 et 7 montre que dans le cas d'une commande selon la figure 6, pour les mêmes courants de phase, on aura un courant effectif de circuit intermédiaire d'environ 100A alors que dans le cas d'une commande selon la figure 7 on aura un courant effectif de circuit intermédiaire d'environ 40A. Comme le motif impulsionnel assure toujours des phases de roue libre, il est par exemple possible d'avoir un fonctionnement de relevage de tension avec un cou- rant minimum de circuit intermédiaire. Pour générer un motif d'impulsion, on dispose des deux degrés de liberté suivants : le point de départ de l'impulsion de commande respective et le décalage de la durée de commande, c'est-à-dire des impulsions de commande qui donnent toujours le même effet de courant aussi longtemps que la différence de temps entre les différentes impulsions reste constante. Le motif d'impulsion selon la figure 7 se caractérise en ce que les impulsions de commande pour les phases U et W sont organi- Sées « sous » l'impulsion de commande pour la phase Y et en ce que l'impulsion de commande pour la phase X est exactement adjacente aux impulsions de commande de la phase Y. La phase V est commandée en continu. Après chaque fois un angle de 18°, on modifie la disposition des impulsions. Dans le présent exemple, les impulsions de commande pour les phases U et W seront disposées après l'angle de 18° « sous » l'impulsion de commande pour la phase X. Ensuite on commute sur un sommet écrêté côté froid avec une modification correspondante les impulsions de commande comme à la figure 7. En conséquence, dans le fonctionnement de la machine, on maintient constant un motif d'impulsion instantané pour une durée 16 correspondant à un angle de 18°. Le motif d'impulsion selon la figure 7 dans le cadre d'un système à cinq phases se traduit par des conditions de courant auxquelles s'applique la relation suivante :

s I-eff, Phase z- 1_Bat.

La figure 8 montre un second exemple de réalisation de l'invention avec une variante de motif de commande conduisant égale-ment à une réduction du courant dans le circuit intermédiaire. A la différence du motif impulsionnel de la figure 7, on a ici le courant de phase et le courant de batterie, efficace dans un rapport de l'ordre de 3/4. Un tel motif impulsionnel peut s'appliquer avantageusement si en mode de relevage de tension on demande des courants de batterie faibles. Dans ce second exemple de réalisation, on n'utilise pas de pro- 15 cédé à sommet écrêté car dans un cycle de commande il faut commuter les cinq phases et dans ce cas, la fenêtre de commande pour la phase V se trouve exactement sur le flanc d'impulsion de commande de la phase X et de la phase Y. La figure 9 montre un troisième exemple de réalisation 20 selon l'invention, d'un motif de commande d'une machine triphasée. Dans ce motif, le courant du circuit intermédiaire résultant sera réduit. Ce motif de commande se caractérise également en ce que dans un cycle de commande on ne rencontre pas de trous de temps, c'est-à-dire que dans chaque cycle de commande on aura toujours le passage d'un 25 courant de phase de sorte que la somme des courants de phase de forme sinusoïdale, prédéfinie, sera égal au courant de batterie et en ce que pour la durée d'un cycle de commande, on utilise un motif de commande fixe, non variable. La figure 10 montre des diagrammes représentant les 30 courbes des courants dans le circuit intermédiaire, dans la batterie et des courants de phase en fonction de la durée de commande. Ainsi la figure 10a présente les intensités invoquées ci-dessus telles qu'elles se produisent pour une commande connue à centres alignés ; la figure 10b montre les intensités évoquées telles 35 qu'elles se présentent dans le cas d'un motif de commande selon la fi- 17 gure 7. Il apparaît que dans les deux cas, les creux du courant de circuit intermédiaire dépendent de la largeur de la commande. La figure 10b montre également que l'on a un courant minimum de circuit intermédiaire pour une durée de commande de 0,6s et que dans le cas d'une s comparaison avec une commande à centres alignés, on divise par 2 le courant dans le circuit intermédiaire. La figure 11 montre des diagrammes dans lesquels on a représenté les courbes des courants dans le circuit intermédiaire de la batterie et le courant de phase en fonction de la vitesse de rotation du 10 générateur nRSG dans le cas du démarrage du moteur. La figure 1la montre les intensités dans le cas d'une commande connue à centres alignés ; la figure 11 montre les intensités dans le cas d'un motif de commande selon celui de la figure 7. Une commande appropriée ou une régulation de la largeur de commande du courant de phase pour la du- 15 rée totale du démarrage est réglée sur une valeur constante. Ce dia-gramme montre également que le courant de circuit intermédiaire est fortement réduit par la commande selon l'invention. La figure 12 montre une simulation de montée en vitesse d'une machine électrique dans le cas d'une commande connue à 20 centres alignés ; cette montée en vitesse se fait de manière linéaire à partir de OT/Min jusqu'à 1000T/Min en 0,3s. I1 apparaît que dans ce cas on a un courant effectif dans le circuit intermédiaire dont la valeur moyenne est de l'ordre de 164A. La figure 13 montre la simulation d'une montée en vi- es tesse d'une machine électrique dans le cas d'une stratégie d'une commande selon l'invention ; dans ce cas également augmente linéairement la vitesse de rotation de OT/Min jusqu'à 1000T/Min en 0,3s. I1 apparaît qu'en appliquant le motif de commande selon l'invention on a un courant effectif dans le circuit intermédiaire dont la valeur moyenne est de 30 l'ordre de 94A, c'est-à-dire que cette valeur moyenne est considérable-ment réduite. Pour les machines électriques dont le nombre de phases est supérieur à 5, on aura un nombre plus grand de motifs d'impulsions selon l'invention pour réduire les courants dans le circuit 35 intermédiaire. Ces motifs impulsionnels se déterminent au préalable et 18 sont enregistrés de manière fixe dans la commande de gestion du système respectif. Une régulation du courant du générateur se fait de manière étagé à l'aide d'un seul motif impulsionnel, avec le courant s d'excitation de la machine, l'angle de commutation du courant de batte-rie pulsé dans un plan de temps plus élevé avec stockage intermédiaire dans la batterie ou par une combinaison de ces moyens. Un procédé de commande d'une machine polyphasée selon l'invention est appliqué avantageusement pour réduire le courant 10 effectif du circuit intermédiaire notamment en mode de relevage de tension ; toutefois il pourra également s'utiliser pour le mode de fonctionnement en moteur. L'invention permet un calcul simple des impulsions de commutation pour les commutateurs associés aux phases, indépendamment de la vitesse de rotation actuelle et indépendamment de la 15 phase actuelle. Le procédé selon l'invention peut s'appliquer à des ma-chines ayant un nombre quelconque de phase notamment des ma-chines dont le nombre de phase est supérieur à 3. 20

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1» Procédé de commande d'une machine polyphasée reliée à une batte-rie et comportant un circuit intermédiaire avec un condensateur de circuit intermédiaire, des bobinages de phase et un commutateur côté chaud et un commutateur côté froid, par phase les commutateurs associés aux différentes phases recevant des signaux de commande d'une unité de commande, procédé caractérisé en ce que l'unité de commande fournit les signaux de commande pour les commutateurs associés aux différentes phases de façon à : prédéfinir des paramètres de forme sinusoïdale, brancher au moins un courant de phase à chaque instant de chaque cycle de commande, disposer d'un motif de commande pulsé, fixe pour chaque cycle de 15 commande dans lequel le développement des signaux de commande de phase associés aux phases est constant, prédéfinir les impulsions de commande associées aux différentes phases de façon à minimiser le courant intermédiaire associé. 20 2» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour régler le courant minimum dans le circuit intermédiaire, on modifie la position de l'impulsion de commande dans l'intervalle de commande. 25 3» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour régler le courant minimum dans le circuit intermédiaire, on fait varier l'amplitude de la tension de consigne. 30 4» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour régler le courant minimum dans le circuit intermédiaire, on fait varier la largeur des différentes impulsions de commande en décalant la 35 durée de commande. 5 » Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' un cycle de commande correspond à une plage angulaire de 3600/(2 - PZ), PZ étant le nombre de phases de la machine polyphasée. 6» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on utilise un procédé d'écrêtage de sommet dans un cycle de commande. io 7» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on asservit la fréquence de commande des commutateurs associés aux phases pour avoir un nombre entier de motifs d'impulsion dans une 15 plage angulaire de 3600/(2 - PZ). 8» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on prédéfini la largeur des impulsions de commande associées aux dif-20 férentes phases pour avoir une transition entre la commutation sinusoïdale et la commutation de blocs. 9» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 25 on détermine la largeur de commande des signaux de commande associés aux phases à l'aide de l'indicateur actuel de tension. 10» Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' 30 on effectue une régulation du courant du générateur en étageant à l'aide du motif d'impulsion, le courant d'excitation de la machine, l'angle de commutation, le courant de batterie pulsé dans un plan de temps supérieur avec stockage intermédiaire dans la batterie ou par une combinaison de plusieurs tels moyens. 35