FR2981525A1 - Dispositif de commande et procede de commande pour convertisseur de puissance - Google Patents

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Abstract

Pour empêcher la survenance d'une surtension ou d'un couple excessif pendant la génération de puissance, le dispositif de l'invention comprend une section de sélection de commande (308) choisit et délivre une valeur minimale entre une sortie de commande d'une section de commande de tension générée (306) pour commander un courant d'excitation afin qu'une tension de borne B d'un générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de tension générée et une sortie de commande d'une section de commande de couple généré (307) pour commander, sur la base de la tension de borne B et d'une vitesse de rotation, le courant d'excitation afin que le couple généré du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de couple généré.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE ET PROCEDE DE COMMANDE POUR CONVERTISSEUR DE PUISSANCE CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de commande et un procédé de commande pour un convertisseur de puissance à utiliser en étant relié à 5 un générateur-moteur rotatif de type à enroulement d'excitation comprenant un enroulement d'induit et un enroulement d'excitation, le convertisseur de puissance étant monté principalement sur un véhicule et étant utilisable en tant que moteur électrique au moment du 10 démarrage d'un moteur thermique et en tant que générateur de puissance après le démarrage du moteur thermique. Description de l'art connexe 15 Au cours de ces dernières années, dans le cadre de la protection de l'environnement et de l'amélioration des économies de carburant, une voiture hybride comprenant un moteur thermique et une autre source de puissance comme un générateur-moteur rotatif a été 20 développée pour un usage pratique. Dans ce type de véhicule, le moteur thermique et une autre source de puissance sont utilisés dans différentes situations de fonctionnement. La réduction de ralenti constitue par exemple une 25 technologie destinée à réduire une consommation de carburant inutile au cours d'un fonctionnement au ralenti. Dans la technologie de réduction de ralenti, un moteur à combustion interne est arrêté lorsqu'un véhicule s'arrête à un feu rouge ou dans d'autres situations, et le moteur à combustion interne est redémarré par un générateur-moteur rotatif en réponse à la détection de l'intention du conducteur de reprendre le déplacement, comme en appuyant sur l'accélérateur ou en relâchant le frein. Le générateur-moteur rotatif pouvant être monté dans ce type de véhicule est monté d'une manière pouvant transférer un couple au moteur. La vitesse de rotation du générateur-moteur rotatif change ainsi considérablement sous l'effet de l'actionnement de la pédale d'accélérateur par le conducteur et de l'influence des frottements du moteur thermique. Comme configuration dans laquelle une tension induite du générateur-moteur rotatif peut être régulée indépendamment de la vitesse de rotation du moteur thermique, il a été adopté un générateur-moteur rotatif de type à enroulement d'excitation capable d'être commandé par un courant d'excitation au lieu d'utiliser un rotor incorporant un aimant permanent. Dans le cas de l'utilisation d'un générateur-moteur rotatif monté sur un véhicule en tant que générateur de puissance, un couple est généré dans le moteur thermique couplé au générateur de puissance en fonction de la quantité de génération de puissance. Lorsque la vitesse de rotation est constante, le couple généré augmente au fur et à mesure de l'augmentation de la quantité de génération de puissance. Ainsi, immédiatement après le démarrage du moteur thermique par un démarreur, la quantité de génération de puissance est grande et le couple généré est également grand, d'où le moteur thermique peut caler immédiatement après avoir démarré. De plus, lorsque le couple généré augmente pendant le fonctionnement au ralenti en raison de fluctuations de charge, le moteur thermique peut caler parce que le couple de sortie du moteur est faible. Pour empêcher que le moteur thermique ne cale, il a été proposé un générateur-moteur synchrone de type à enroulement d'excitation qui estime un couple de charge généré à appliquer au moteur thermique au moment de la génération de puissance et qui commande un courant d'enroulement d'excitation d'une machine électrique rotative de sorte que le couple de charge généré puisse être une valeur prédéterminée (cf. par exemple la demande de brevet japonais N° 2010-81709). La demande de brevet japonais N° 2010-81709 ne divulgue aucune condition spécifique en ce qui concerne la sélection entre la commande de tension générée et la commande de couple généré. En variante, il a été proposé un dispositif de commande pour un convertisseur de puissance, qui choisit l'une de la commande de tension générée et de la commande de couple généré en fonction d'une commande externe ou de la charge sur le convertisseur de puissance afin de supprimer des fluctuations de couple généré et d'empêcher une génération de puissance excessive (cf. par exemple la demande de brevet japonais N° 2011-166910). En général, le générateur de puissance monté sur 30 un véhicule effectue une commande de tension générée afin que la tension d'une source de puissance reliée électriquement au générateur de puissance puisse être une valeur prédéterminée. Dans la demande de brevet japonais N° 2011-166910, néanmoins, dans le mode de commande de la tension générée, la tension générée du générateur de puissance est commandée sur la base d'une commande de tension générée afin de suivre la commande de tension générée, alors que le couple généré par le générateur de puissance n'est pas du tout commandé et qu'il dépend de la quantité de génération de puissance. Par conséquent, le moteur thermique peut caler dans l'état dans lequel la sortie de moteur est instable, comme immédiatement après le démarrage du moteur, et pendant le fonctionnement au ralenti au cours duquel le couple de sortie de moteur est faible. Dans le mode de commande du couple généré, d'autre part, un courant d'excitation est calculé en fonction d'une commande de couple généré, de la vitesse de rotation, et d'une tension de borne B afin de générer un couple souhaité, et le courant d'excitation souhaité calculé est fourni à une bobine d'excitation pour générer le couple souhaité. La tension générée par le générateur de puissance n'est donc pas du tout commandée et elle dépend de la quantité de génération de puissance. Une surtension peut donc survenir lorsque le couple généré est grand. RESUME DE L'INVENTION La présente invention est destinée à résoudre les 30 problèmes susmentionnés. Un objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif de commande et un procédé de commande pour un convertisseur de puissance, qui sont utilisés dans un générateur-moteur synchrone de type à enroulement d'excitation comprenant un enroulement d'excitation et dans lequel une valeur 5 minimale entre une sortie de commande pour la commande de tension générée et une sortie de commande pour la commande de couple généré est délivrée afin de fournir une limite supérieure d'une tension générée ou d'un couple généré, pour ainsi empêcher la survenance d'une 10 surtension ou d'un couple excessif au cours de la génération de puissance. Selon la présente invention, il est proposé un dispositif de commande pour un convertisseur de puissance à utiliser en étant relié à un générateur- 15 moteur de courant alternatif polyphasé comprenant un enroulement d'induit et un enroulement d'excitation, le générateur-moteur de courant alternatif polyphasé comprenant : une section de conversion de puissance ; et un dispositif de commande pour commander 20 l'activation/la désactivation (« ON/OFF ») des éléments de commutation de la section de conversion de puissance, la section de conversion de puissance comprenant : un circuit de pont comprenant des éléments de commutation de bras positif et des éléments de commutation de bras 25 négatif, pour commander la mise sous tension de l'enroulement d'induit ; et un circuit d'excitation pour commander la mise sous tension de l'enroulement d'excitation en utilisant un élément de commutation d'excitation, le dispositif de commande comprenant : 30 une section de détection de tension de borne B pour détecter une tension de borne B générée entre une borne B et un potentiel de référence, la borne B étant une borne d'entrée/sortie de puissance du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé ; une section de détection de courant d'excitation pour détecter un courant d'excitation s'écoulant à travers l'enroulement d'excitation ; une section de calcul de vitesse de rotation pour détecter une vitesse de rotation du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé ; une section de commande de tension générée pour commander le courant d'excitation afin que la tension de borne B du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de tension générée ; une section de commande de couple généré pour commander, sur la base de la tension de borne B et de la vitesse de rotation, le courant d'excitation afin que le couple généré du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de couple généré ; une section de sélection de commande pour choisir l'une d'une sortie de commande de la section de commande de tension générée et d'une sortie de commande de la section de commande de couple généré ; et une section de commande de courant d'excitation pour commander le courant d'excitation afin que le courant d'excitation coïncide avec une sortie de la section de sélection de commande, dans lequel la section de sélection de commande comprend une section de sélection de valeur minimale pour choisir et délivrer une valeur minimale entre la sortie de commande de la section de commande de tension générée et la sortie de commande de la section de commande de couple généré.
Selon la présente invention, il est proposé un procédé de commande pour un convertisseur de puissance à utiliser en étant relié à un générateur-moteur de courant alternatif polyphasé comprenant un enroulement d'induit et un enroulement d'excitation, le procédé de commande comprenant : une étape de détection de tension de borne B pour détecter une tension de borne B générée entre une borne B et un potentiel de référence, la borne B étant une borne d'entrée/sortie de puissance du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé ; une étape de détection de courant d'excitation pour détecter un courant d'excitation s'écoulant à travers l'enroulement d'excitation ; une étape de calcul de vitesse de rotation pour détecter une vitesse de rotation du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé ; une étape de commande de tension générée pour commander le courant d'excitation afin que la tension de borne B du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de tension générée ; une étape de commande de couple généré pour commander, sur la base de la tension de borne B et de la vitesse de rotation, le courant d'excitation afin que le couple généré du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de couple généré ; une étape de sélection de commande pour choisir l'une d'une sortie de commande de l'étape de commande de tension générée et d'une sortie de commande de l'étape de commande de couple généré ; et une étape de commande de courant d'excitation pour commander le courant d'excitation afin que le courant d'excitation coïncide avec une sortie de l'étape de sélection de commande, dans lequel l'étape de sélection de commande comprend une étape de sélection de valeur minimale pour choisir et délivrer une valeur minimale entre la sortie de commande de l'étape de commande de tension générée et la sortie de commande de l'étape de commande de couple généré. Selon le dispositif de commande et le procédé de commande pour un convertisseur de puissance de la présente invention, la section de sélection de commande choisit et délivre la valeur minimale entre la sortie de commande de la section de commande de tension générée pour commander le courant d'excitation afin que la tension de borne B du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec la commande de tension générée et la sortie de commande de la section de commande de couple généré pour commander, sur la base de la tension de borne B et de la vitesse de rotation, le courant d'excitation de sorte que le couple généré du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec la commande de couple généré. Par conséquent, dans le générateur-moteur synchrone de type à enroulement d'excitation comprenant l'enroulement d'excitation, la valeur minimale entre la sortie de commande pour la commande de tension générée et la sortie de commande pour la commande de couple généré est délivrée afin de fournir une limite supérieure de la tension générée ou du couple généré, pour empêcher de ce fait la survenance d'une surtension ou d'un couple excessif au cours de la génération de puissance.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Dans les dessins annexés : la figure 1 est un schéma explicatif global d'un système de véhicule dans lequel un générateur-moteur de 5 type à enroulement d'excitation en tant que machine électrique rotative est monté sur un véhicule ; la figure 2 est un schéma de configuration illustrant une configuration d'un générateur-moteur comprenant un dispositif de commande pour un 10 convertisseur de puissance de véhicule selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est un schéma de principe illustrant une configuration d'un dispositif de commande pour un appareil de conversion de puissance selon le premier 15 mode de réalisation de la présente invention ; la figure 4 est un schéma de principe illustrant une configuration principale d'une commande de micro-ordinateur selon le premier mode de réalisation de la présente invention ; 20 la figure 5 est un organigramme illustrant un fonctionnement d'un micro-ordinateur selon le premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 6 est un schéma de principe illustrant une configuration principale d'une commande de micro-25 ordinateur selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; la figure 7 est un organigramme illustrant un fonctionnement d'un micro-ordinateur selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention ; 30 la figure 8 est un schéma de principe illustrant une configuration d'une commande de micro-ordinateur selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 9 est un organigramme illustrant un fonctionnement d'un micro-ordinateur selon le troisième 5 mode de réalisation de la présente invention. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES En référence aux dessins annexés, un dispositif de commande et un procédé de commande pour un 10 convertisseur de puissance selon des modes de réalisation exemplaires de la présente invention sont décrits ci-après. Sur les dessins annexés, les parties identiques ou équivalentes portent les mêmes symboles de référence à des fins de description. 15 Premier mode de réalisation La figure 1 est un schéma explicatif global d'un système de véhicule dans lequel un générateur-moteur de type à enroulement d'excitation en tant que machine 20 électrique rotative est monté sur un véhicule. La figure 2 est un schéma de configuration illustrant une configuration d'un générateur-moteur comprenant un dispositif de commande pour un convertisseur de puissance de véhicule selon un premier mode de 25 réalisation de la présente invention. La figure 3 est un schéma de principe illustrant une configuration d'un dispositif de commande pour un appareil de conversion de puissance selon le premier mode de réalisation de la présente invention. 30 Sur la figure 1, un moteur à combustion interne 101 est relié à un générateur-moteur 102 par l'intermédiaire, par exemple, d'un moyen de transmission de puissance 104 comme une courroie. En fonctionnement, le moteur à combustion interne 101 charge une batterie (ou un condensateur) 103 avec de l'énergie électrique après la conversion du courant alternatif en courant continu effectuée par le générateur-moteur 102. Sur la figure 2, le générateur-moteur 102 comprend un appareil de conversion de puissance 110 et une section de moteur-générateur 200. L'appareil de conversion de puissance 110 comprend une section de conversion de puissance 220 et un dispositif de commande 210 pour commander l'activation/la désactivation (« ON/OFF ») d'éléments de commutation.
La section de conversion de puissance 220 comprend un élément de commutation d'excitation 221, une diode roue libre 222, des éléments de commutation de bras supérieur triphasés 223a, 223b, et 223c, et des éléments de commutation de bras inférieur triphasés 224a, 224b, et 224c. L'élément de commutation d'excitation 221 effectue une commande à modulation de largeur d'impulsion (PWM) sur un courant d'excitation s'écoulant à travers un enroulement d'excitation 202. La diode roue libre 222 est reliée en série à l'élément de commutation d'excitation 221. Les éléments de commutation de bras supérieur triphasés 223a à 223c comprennent chacun une diode parasite. De même, les éléments de commutation de bras inférieur triphasés 224a à 224c comprennent chacun une diode parasite.
Une borne B pour une entrée de puissance positive de la batterie 103 est reliée à chacun des éléments de commutation de bras supérieur triphasés 223a à 223c. De plus, les bornes de phase U, de phase V et de phase W de l'enroulement triphasé 201 de la section de moteur-générateur 200 sont respectivement reliées aux éléments de commutation de bras supérieur triphasés 223a à 223c. Une borne GND pour une entrée de terre de la batterie 103 est reliée aux éléments de commutation de bras inférieur triphasés 224a à 224c. De plus, les bornes de phase U, de phase V et de phase W de l'enroulement triphasé 201 sont respectivement reliées aux éléments de commutation de bras inférieur triphasés 224a à 224c. A noter que, sur la figure 2, la section de moteur-générateur 200 est illustrée en tant que générateur-moteur de type à enroulement d'excitation triphasé comprenant l'enroulement triphasé 201 et l'enroulement d'excitation 202. Néanmoins, le nombre de phases et le type d'enroulement de la section de moteur-générateur 200 peuvent être différents de ceux de la figure 2. En outre, le générateur-moteur 102 est constitué en tant que générateur-moteur de type intégré comprenant l'appareil de conversion de puissance 110 et la section de moteur-générateur 200 qui sont fournis de manière intégrée. En variante, le générateur-moteur 102 peut également être un appareil générateur-moteur de type distinct comprenant l'appareil de conversion de puissance 110 et la section de moteur-générateur 200 qui sont fournis pour être physiquement distincts l'un de l'autre. La description ci-après est présentée en référence 30 à la figure 3 illustrant une configuration interne du dispositif de commande 210. Le dispositif de commande 210 comprend une section de détection de tension de borne B 301, une section de détection de courant d'excitation 302, un micro-ordinateur 303, et un pilote de grille 304. En outre, le micro-ordinateur 303 comprend une section de calcul de vitesse de rotation 305, une section de commande de tension générée 306, une section de commande de couple généré 307, une section de sélection de commande 308, et une section de commande de courant d'excitation 309. Le dispositif de commande 210 et le micro-ordinateur 303 ont diverses fonctions du convertisseur de puissance de véhicule autres que celles illustrées sur la figure 3, mais la figure 3 illustre uniquement les parties concernant la présente invention.
La section de détection de tension de borne B 301 détecte une tension VB (à laquelle il fait ci-après référence en tant que tension de borne B) à une borne de côté de pôle positif B en utilisant un potentiel à la borne de côté de pôle négatif GND de la section de conversion de puissance 220 en tant que potentiel de référence. La section de détection de tension de borne B 301 entre l'entrée AD obtenue par la conversion dans le micro-ordinateur 303. La section de détection de courant d'excitation 302 détecte un courant If s'écoulant à travers l'enroulement d'excitation 202 par le détecteur de courant 203. Après la conversion de la valeur de tension en tant que valeur de détecteur dans la plage d'entrée AD du micro-ordinateur 303, la section de détection de courant d'excitation 302 entre l'entrée AD obtenue par la conversion dans le micro-ordinateur 303.
La section de calcul de vitesse de rotation 305 détecte une vitesse de rotation du générateur-moteur 102. La section de commande de tension générée 306 commande une tension générée du générateur-moteur 102. 5 La section de commande de couple généré 307 commande un couple généré par le générateur-moteur 102. La section de sélection de commande 308 choisit l'une d'une sortie de commande de la section de commande de tension générée 306 et d'une sortie de commande de la section 10 de commande de couple généré 307. La section de commande de courant d'excitation 309 commande un courant d'excitation du générateur-moteur 102. Le pilote de grille 304 actionne des grilles des éléments de commutation 221, 223a à 223c, et 224a à 15 224c de la section de conversion de puissance 220 sur la base d'un signal de grille déterminé par le micro-ordinateur 303 pour amener les éléments de commutation 221, 223a à 223c, et 224a à 224c à effectuer une commutation. 20 Au moment de l'opération de génération de puissance, le micro-ordinateur 303 commande l'alimentation du courant d'excitation en fonction du fonctionnement du générateur-moteur 102, et délivre un signal PWM au pilote de grille 304 afin d'obtenir une 25 tension générée souhaitée ou un couple généré souhaité. Par exemple, dans le mode de commande de la tension générée du générateur-moteur 102, pour commander la tension à la borne B en tant que borne d'entrée/sortie (tension de borne B) pour être une 30 commande de tension générée, la section de commande de tension générée 306 effectue une commande de rétroaction de tension au moyen d'une commande de tension générée VBref et d'une tension de borne B VBsig pour calculer une commande de courant d'excitation Ifref.
Pour la commande de courant d'excitation Ifref qui a été entrée dans la section de commande de courant d'excitation 309 par le biais de la section de sélection de commande 308, la section de commande de courant d'excitation 309 effectue une commande de rétroaction sur le courant d'excitation If détecté par la section de détection de courant d'excitation 302 et délivre un signal PWM suivant la commande de courant d'excitation Ifref. Sur la base du signal PWM, le pilote de grille 304 active/désactive l'élément de commutation d'excitation 221 pour fournir le courant d'excitation. De cette manière, la tension générée est commandée de manière à suivre la commande de tension générée VBref. Dans le mode de commande du couple généré du générateur-moteur 102, d'autre part, pour fournir le courant d'excitation de sorte que le couple généré puisse être une commande de couple généré, la section de commande de couple généré 307 calcule une commande de courant d'excitation Ifref correspondant à une commande de couple généré TRQref sur la base de la commande de couple généré TRQref, d'une vitesse de rotation Nmgsig délivré de la section de calcul de vitesse de rotation 305, et de la tension de borne B VBsig.
Pour la commande de courant d'excitation Ifref qui a été entrée dans la section de commande de courant d'excitation 309 par le biais de la section de sélection de commande 308, la section de commande de courant d'excitation 309 effectue une commande de rétroaction sur le courant d'excitation If détecté par la section de détection de courant d'excitation 302 et délivre un signal PWM suivant la commande de courant d'excitation Ifref. Sur la base du signal PWM, le pilote de grille 304 active/désactive l'élément de commutation d'excitation 221 pour fournir le courant d'excitation. De cette manière, le couple généré est commandé de manière à suivre la commande de couple généré TRQref. Ainsi, dans le micro-ordinateur 303, la section de commande de tension générée 306 et la section de commande de couple généré 307 commandent respectivement la tension générée et le couple généré aux valeurs souhaitées. Une telle commande peut également être réalisée en utilisant d'autres technologies connues. En référence à la figure 4, la section de sélection de commande 308 reçoit la sortie de commande de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande de la section de commande de couple généré 307 comme entrées, et choisit l'une des sorties de commande. La section de sélection de commande 308 selon le premier mode de réalisation de la présente invention entre une sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et une sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307 dans une section de sélection de valeur minimale 401, et délivre une valeur minimale entre les sorties de commande SIG1 et SIG2.
Par exemple, lorsque la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 est inférieure à la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307, la sortie de commande 5 SIG1 de la section de commande de tension générée 306 est la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401, et le générateur-moteur 102 fonctionne sur la base de la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306. Dans ce cas, dans 10 le générateur-moteur 102, la tension de borne B VBsig est commandée de manière à suivre la commande de tension générée VBref. Par ailleurs, lorsque la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 est 15 supérieure à la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307, la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307 est la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401, et le générateur-moteur 102 fonctionne sur la base 20 de la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307 de sorte que le couple généré puisse suivre la commande de couple généré TRQref. Le générateur-moteur 102 génère ainsi un couple sur la base de la commande de couple généré TRQref. 25 Comme cela a été décrit ci-dessus, en délivrant la valeur minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307, il est possible de régler une valeur de 30 limite supérieure du couple généré pendant la commande de tension générée. Par conséquent, en réglant un couple généré admissible pour le fonctionnement de génération de puissance du générateur-moteur 102, il est possible de limiter le couple généré à une valeur cible de suppression pendant la commande de tension générée. Lorsque le couple généré devient supérieur ou égal au couple généré réglé, le générateur-moteur 102 fonctionne de manière à supprimer le couple généré. Dans le cas inverse, il est possible de régler une valeur de limite supérieure de la tension générée pendant la commande de couple généré. Par conséquent, en réglant une tension générée admissible pour l'opération de génération de puissance du générateur-moteur 102, il est possible de limiter la tension générée à une valeur cible de suppression pendant la commande de couple généré. Ainsi, lorsque la tension de borne B devient supérieure ou égale à une tension générée réglée, le générateur-moteur 102 fonctionne de manière à supprimer la tension générée. La figure 5 est un organigramme illustrant une opération du micro-ordinateur 303 selon le premier mode de réalisation de la présente invention. Tout d'abord, la section de commande de tension générée 306 calcule la sortie de commande SIG1 pour commander le courant d'excitation sur la base de la commande de tension générée VBref et de la tension de borne B VBsig (étape S101). Ensuite, la section de commande de couple généré 307 calcule la sortie de commande SIG2 pour commander le courant d'excitation sur la base de la commande de couple généré TRQref, de la vitesse de rotation et de la tension de borne B VBsig (étape S102).
La section de sélection de valeur minimale 401 compare ensuite la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 à la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple 5 généré 307, et délivre la valeur minimale entre elles en tant que commande de courant d'excitation Ifref (étape S103). Le traitement de la figure 5 est alors terminé. De cette manière, en choisissant la valeur 10 minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307, il est possible de fournir au générateur-moteur 102 une limite supérieure du couple généré au 15 moment de la commande de tension générée ou une limite supérieure de la tension générée au moment de la commande de couple généré, pour empêcher ainsi une tension générée excessive ou un couple généré excessif. Comme cela a été décrit ci-dessus, selon le 20 premier mode de réalisation, la section de sélection de commande choisit et délivre l'une de la sortie de commande de la section de commande de tension générée pour commander le courant d'excitation de sorte que la tension de borne B du générateur-moteur de courant 25 alternatif polyphasé coïncide avec la commande de tension générée et de la sortie de commande de la section de commande de couple généré pour commander le courant d'excitation sur la base de la tension de borne B et de la vitesse de rotation de sorte que le couple 30 généré du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec la commande de couple généré.
Par conséquent, dans un générateur-moteur synchrone de type à enroulement d'excitation comprenant un enroulement d'excitation, en calculant la sortie de commande pour la commande de tension générée et la 5 sortie de commande pour la commande de couple généré en parallèle et en délivrant la valeur minimale entre elles, il est possible de fournir une limite supérieure de la tension générée ou du couple généré pour empêcher de ce fait la survenance d'une surtension ou d'un 10 couple excessif pendant la génération de puissance. Deuxième mode de réalisation Dans le premier mode de réalisation susmentionné, une surtension et un couple excessif pendant la 15 génération de puissance sont supprimés en choisissant la valeur minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307. Dans le mode de commande de couple 20 généré, si la génération de puissance se poursuit avec un faible couple généré, la charge peut néanmoins augmenter plus que la puissance fournie du générateur-moteur 102 pour réduire la tension générée, en engendrant une basse tension. 25 Dans un deuxième mode de réalisation de la présente invention destiné à traiter ce problème, il est décrit un procédé empêchant que la tension générée ne devienne une basse tension. A noter que, dans le deuxième mode de réalisation, la différence par rapport 30 au premier mode de réalisation susmentionné est décrite, et la description de la même configuration et du même fonctionnement que dans le premier mode de réalisation est omise. La figure 6 est un schéma de principe illustrant une configuration principale de commande de micro-5 ordinateur selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention. En référence à la figure 6, une section de sélection de commande 308A comprend une section de sélection de valeur minimale 401 et une section de sélection de valeur maximale 402. Comme dans 10 le premier mode de réalisation, la section de sélection de valeur minimale 401 délivre la valeur minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307. 15 La section de sélection de valeur maximale 402 reçoit, comme entrées, la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401 et une sortie de commande SIG3 de la section de commande de tension générée 306 calculée à partir d'une valeur de limite 20 inférieure de la tension générée du générateur-moteur 102 et de la tension de borne B, et délivre la valeur maximale entre les entrées. A noter que la valeur de limite inférieure de la tension générée peut être réglée en tant que valeur de limite inférieure de la 25 tension générée du générateur-moteur 102 et peut être réglée en tant que tension générée minimale à maintenir pendant la commande de couple généré. Par exemple, lorsque la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 est 30 supérieure à la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307, la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307 devient la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401. En outre, la sortie de commande SIG3 pour maintenir la valeur de limite inférieure de la tension générée est calculée par la section de commande de tension générée 306, et est comparée à la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401 dans la section de sélection de valeur maximale 402. Une valeur maximale entre celles-ci et ensuite délivrée.
Spécifiquement, lorsque la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307 est supérieure à la sortie de commande SIG3 pour maintenir la valeur de limite inférieure de la tension générée calculée par la section de commande de tension générée 306, la commande de couple généré est maintenue. Par contraste, lorsque la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307 est inférieure à la sortie de commande SIG3 pour maintenir la valeur de limite inférieure de la tension générée calculée par la section de commande de tension générée 306, le dispositif de commande fonctionne de manière à maintenir la valeur de limite inférieure de la tension générée. La figure 7 est un organigramme illustrant un 25 fonctionnement du micro-ordinateur 303 selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention. Tout d'abord, la section de commande de tension générée 306 calcule la sortie de commande SIG1 pour commander le courant d'excitation sur la base de la commande de 30 tension générée VBref et de la tension de borne B VBsig (étape S201).
Ensuite, la section de commande de couple généré 307 calcule la sortie de commande SIG2 pour commander le courant d'excitation sur la base de la commande de couple généré TRQref, de la vitesse de rotation et de la tension de borne B VBsig (étape S202). La section de commande de tension générée 306 calcule ensuite la sortie de commande SIG3 pour commander le courant d'excitation sur la base d'une valeur de limite inférieure de tension générée VBmin et de la tension de borne B VBsig (étape S203). La section de sélection de valeur minimale 401 compare ensuite la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 à la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple 15 généré 307, et délivre une valeur minimale entre elles (étape S204). La section de sélection de valeur maximale 402 compare ensuite la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401 à la sortie de commande SIG3 de la 20 section de commande de tension générée 306, et délivre une valeur maximale entre elles en tant que commande de courant d'excitation Ifref (étape S205). Le traitement de la figure 7 est alors terminé. Comme cela a été décrit ci-dessus, selon le 25 deuxième mode de réalisation, en délivrant la valeur maximale entre la valeur minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307, et la sortie de 30 commande SIG3 de la section de commande de tension générée 306 pour maintenir la valeur de limite inférieure de la tension générée, il est possible de régler une valeur supérieure et une valeur inférieure de la tension générée au moment de la commande de couple généré. Par conséquent, lorsque la commande de 5 couple généré est effectuée, le générateur-moteur 102 peut être soumis à la commande de couple généré dans la plage entre les limites supérieure et inférieure de la tension générée. La survenance d'une basse tension ou d'une surtension de la tension générée peut donc être 10 empêchée. A noter que, dans le deuxième mode de réalisation susmentionné, la valeur minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande SIG2 de la section 15 de commande de couple généré 307 est calculée, puis la valeur maximale entre la sortie de commande SIG3, qui est calculée par la section de commande de tension générée 306 sur la base de la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin, et la sortie de la 20 section de sélection de valeur minimale 401 est calculée. Néanmoins, la présente invention n'est pas limitée à cet ordre de calcul. Les mêmes effets peuvent être obtenus par une configuration dans laquelle une valeur maximale entre la sortie de commande SIG3, qui 25 est calculée par la section de commande de tension générée 306 sur la base de la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin, et la sortie de commande de la section de commande de couple généré 307 est calculée et comparée à la sortie de commande SIG1 30 de la section de commande de tension générée 306, puis une valeur minimale entre elles est délivrée.
Troisième mode de réalisation Dans le deuxième mode de réalisation susmentionné, la valeur minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307 est choisie, et en outre la sortie de commande SIG3 est calculée par la section de commande de tension générée 306 sur la base de la valeur de limite inférieure de la tension générée et de la tension de borne B et est ensuite comparée à la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401. La valeur maximale entre elles est ensuite délivrée. Le deuxième mode de réalisation pâtit d'un problème d'augmentation de la quantité de calculs dans le micro-ordinateur 303. Dans un troisième mode de réalisation de la présente invention destiné à traiter ce problème, un procédé de réduction de la quantité de calculs dans le micro-ordinateur est décrit. Spécifiquement, un procédé de réduction de la charge de calculs dans le micro-ordinateur en commutant les contenus de calculs en fonction de la tension de borne B et en réduisant de ce fait la quantité de calculs dans le micro-ordinateur est décrit. La figure 8 est un schéma de principe illustrant une configuration d'une commande de micro-ordinateur selon le troisième mode de réalisation de la présente invention. En référence à la figure 8, un micro- ordinateur 303A comprend une section de comparaison de grandeur 310, une première section de commutation 311, la section de calcul de vitesse de rotation 305, la section de commande de tension générée 306, la section de commande de couple généré 307, une section de sélection de commande 308B, et la section de commande de courant d'excitation 309. La section de sélection de commande 308B comprend la section de sélection de valeur minimale 401 et une deuxième section de commutation 403. La section de comparaison de grandeur 310 compare la tension de borne B VBsig à la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin, et délivre « 1 » lorsque la tension de borne B VBsig est supérieure à la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin et « 0 » lorsque la tension de borne B VBsig est inférieure à la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin. La première section de commutation 311 reçoit la commande de tension générée VBref et la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin en tant qu'entrées, et commute sa sortie en fonction de la sortie de la section de comparaison de grandeur 310. Spécifiquement, lorsque la sortie de la section de comparaison de grandeur 310 est « 1 » (VBmin VBsig), la première section de commutation 311 délivre la 25 commande de tension générée VBref. Lorsque la sortie de la section de comparaison de grandeur 310 est « 0 » (VBmin > VBsig), d'autre part, la première section de commutation 311 délivre la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin. 30 La section de commande de tension générée 306 calcule la commande de courant d'excitation Ifref que la tension de borne B VBsig suit, la sortie de la première section de commutation 311 constituant une valeur cible. La section de commande de couple généré 307 calcule la commande de courant d'excitation Ifref sur la base de la commande de couple généré TRQref, de la tension de borne B VBsig, et de la vitesse de rotation Nmgsig délivrée par la section de calcul de vitesse de rotation 305. A noter que la section de commande de couple généré 307 détermine s'il faut exécuter le calcul en fonction de la sortie de la section de comparaison de grandeur 310, et calcule la sortie de commande SIG2 lorsque la sortie de la section de comparaison de grandeur 310 est « 1 » (VBmin VBsig) et ne calcule pas la sortie de commande SIG2 lorsque la sortie de la section de comparaison de grandeur 310 est « 0 » (VBmin > VBsig). La section de sélection de valeur minimale 401 compare la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 à la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307, et délivre la valeur minimale entre elles. A noter que la section de sélection de valeur minimale 401 détermine s'il faut exécuter le calcul en fonction de la sortie de la section de comparaison 310, et calcule la valeur minimale lorsque la sortie de la section de comparaison de grandeur 310 est « 1 » (VBmin VBsig) et ne calcule pas la valeur minimale lorsque la sortie de la section de comparaison de grandeur 310 est « 0 » (VBmin > 30 VBsig).
La deuxième section de commutation 403 délivre l'une de la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401 et de la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 en fonction de la sortie de la section de comparaison de grandeur 310. Spécifiquement, lorsque la sortie de la section de comparaison de grandeur 310 est « 1 » (VBmin VBsig), la deuxième section de commutation 403 délivre la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401. A ce stade, dans la section de commande de tension générée 306, la sortie de commande SIG1 est calculée avec la commande de tension générée VBref en tant que valeur cible. Par ailleurs, lorsque la sortie de la section de comparaison de grandeur 310 est « 0 » (VBmin > VBsig), la deuxième section de commutation 403 délivre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306. A ce stade, dans la section de commande de tension générée 306, la sortie de commande SIG1 est calculée avec la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin en tant que valeur cible, et la tension de borne B VBsig est commandée pour ne pas être inférieure ou égale à la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin.
La figure 9 est un organigramme illustrant un fonctionnement du micro-ordinateur 303A selon le troisième mode de réalisation de la présente invention. Tout d'abord, la section de comparaison de grandeur 310 compare la tension de borne B VBsig à la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin, et détermine si la tension de borne B VBsig est supérieure à la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin (étape S301). Lorsqu'il est déterminé à l'étape 5301 que la tension de borne B VBsig est supérieure à la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin (c'est-à-dire, Oui), la section de commande de tension générée 306 calcule la sortie de commande SIG1 pour commander le courant d'excitation, avec la commande de tension générée VBref en tant que valeur cible (étape S302).
La section de commande de couple généré 307 calcule ensuite la sortie de commande SIG2 pour commander le courant d'excitation sur la base de la commande de couple généré TRQref, de la tension de borne B VBsig et de la vitesse de rotation Nmgsig du générateur-moteur 102 (étape S303). La section de sélection de commande 308B délivre ensuite, en tant que sortie de la section de sélection de commande 308B, la valeur minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 et la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307, qui est délivrée par la section de sélection de valeur minimale 401 (étape S304). Le traitement de la figure 9 est alors terminé. Par ailleurs, lorsqu'il est déterminé, à l'étape 5301, que la tension de borne B VBsig est inférieure ou égale à la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin (c'est-à-dire, Non), la section de commande de tension générée 306 calcule la sortie de commande SIG3 pour commander le courant d'excitation sur la base de la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin et de la tension de borne B VBsig, et la section de sélection de commande 308B délivre la sortie de commande calculée SIG3 en tant que sortie de la section de sélection de commande 308B (étape S305). Le traitement de la figure 9 est alors terminé.
Comme cela a été décrit ci-dessus, selon le troisième mode de réalisation, les contenus de fonctionnement sont commutés en fonction de la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin et de la tension de borne B VBsig, pour réduire de ce fait la quantité de calculs dans le micro-ordinateur 303A. La charge de calculs dans le micro-ordinateur 303A peut ainsi être réduite. De cette manière, en choisissant la valeur minimale entre la sortie de commande SIG1 de la section de commande de tension générée 306 correspondant à la commande de tension générée VBref et la sortie de commande SIG2 de la section de commande de couple généré 307 correspondant à la commande de couple généré TRQref, il est possible de régler une valeur de limite supérieure de l'un de la tension générée et du couple généré. Il est ainsi possible d'empêcher que ne survienne une surtension ou un couple excessif pendant la génération de puissance. De plus, en réglant, en tant que sortie de commande, la valeur maximale entre la sortie de commande SIG3 de la section de commande de tension générée 306 calculée à partir de la valeur de limite inférieure de tension générée VBmin et la sortie de la section de sélection de valeur minimale 401, il est possible de régler une valeur de limite inférieure de la tension générée. Il est ainsi possible d'empêcher que ne survienne une surtension, une basse tension ou un couple excessif pendant la génération de puissance. En outre, en commutant la commande en fonction de la tension de borne B VBsig, il est possible de réduire 5 la charge de fonctionnement dans le micro-ordinateur 303A. A noter que, dans le premier mode de réalisation susmentionné, dans le deuxième mode de réalisation susmentionné et dans le troisième mode de réalisation 10 susmentionné, les sorties de commande de la section de commande de tension générée 306 et de la section de commande de couple généré 307 sont représentées par la commande de courant d'excitation Ifref, mais la présente invention n'est pas limitée à cela et les 15 sorties de commande peuvent être un rapport cyclique d'un signal PWM appliqué à la bobine d'excitation. Dans ce cas, la sortie de la section de sélection de commande 308 est un signal PWM appliqué à la bobine d'excitation, et par conséquent il suffit que la sortie 20 de la section de sélection de commande 308 soit une entrée du pilote de grille.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de commande pour un convertisseur de puissance à utiliser en étant relié à un générateur-moteur de courant alternatif polyphasé comprenant un enroulement d'induit et un enroulement d'excitation, caractérisé en ce que le générateur-moteur de courant alternatif polyphasé comprend : - une section de conversion de puissance (220) ; et - un dispositif de commande (210) pour commander 10 l'activation/la désactivation des éléments de commutation de la section de conversion de puissance (220), en ce que la section de conversion de puissance (220) comprend : 15 - un circuit de pont comprenant des éléments de commutation de bras positif (223a-223c) et des éléments de commutation de bras négatif (224a-224c), pour commander la mise sous tension de l'enroulement d'induit ; et 20 - un circuit d'excitation pour commander la mise sous tension de l'enroulement d'excitation en utilisant un élément de commutation d'excitation (221), en ce que le dispositif de commande (210) comprend : 25 - une section de détection de tension de borne B (301) pour détecter une tension de borne B générée entre une borne B et un potentiel de référence, laborne B étant une borne d'entrée/sortie de puissance du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé ; - une section de détection de courant d'excitation (302) pour détecter un courant d'excitation s'écoulant 5 à travers l'enroulement d'excitation ; - une section de calcul de vitesse de rotation (305) pour détecter une vitesse de rotation du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé ; - une section de commande de tension générée (306) 10 pour commander le courant d'excitation afin que la tension de borne B du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de tension générée ; - une section de commande de couple généré (307) 15 pour commander, sur la base de la tension de borne B et de la vitesse de rotation, le courant d'excitation afin que le couple généré du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de couple généré ; 20 - une section de sélection de commande (308) pour choisir l'une d'une sortie de commande de la section de commande de tension générée (306) et d'une sortie de commande de la section de commande de couple généré (307) ; et 25 - une section de commande de courant d'excitation (309) pour commander le courant d'excitation afin que le courant d'excitation coïncide avec une sortie de la section de sélection de commande (308), et en ce que la section de sélection de commande 30 (308) comprend une section de sélection de valeur minimale (401) pour choisir et délivrer une valeurminimale entre la sortie de commande de la section de commande de tension générée (306) et la sortie de commande de la section de commande de couple généré (307).
  2. 2. Dispositif de commande pour un convertisseur de puissance selon la revendication 1, dans lequel la section de sélection de commande (308) comprend en outre une section de sélection de valeur maximale (402) pour choisir et délivrer une valeur maximale entre la sortie de la section de sélection de valeur minimale (401) et une autre sortie de commande de la section de commande de tension générée (306) pour maintenir une valeur de limite inférieure d'une tension générée du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé au moment d'une opération de génération de puissance.
  3. 3. Dispositif de commande pour un convertisseur de puissance selon la revendication 1, qui comprend en 20 outre : une section de comparaison de grandeur (310) pour comparer des grandeurs entre la tension de borne B et une valeur de limite inférieure d'une tension générée du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé au 25 moment d'un fonctionnement de génération de puissance ; et une première section de commutation (311) pour commuter une valeur de commande, qui est entrée dans la section de commande de tension générée (306), sur l'une 30 d'une commande de tension générée externe et de la valeur de limite inférieure de la tension générée,dans lequel la section de sélection de commande (308) comprend en outre une deuxième section de commutation (403) pour commuter, en fonction d'une sortie de la section de comparaison de grandeur (310), entre la sortie de la section de sélection de valeur minimale (401) et la sortie de commande de la section de commande de tension générée (306) et délivrer la sortie commutée, dans lequel, lorsque la tension de borne B est 10 supérieure à la valeur de limite inférieure de la tension générée, la section de comparaison de grandeur (310) permet le calcul de la section de commande de couple généré (307), et la deuxième section de commutation (403) délivre la valeur minimale entre la 15 sortie de commande de la section de commande de tension générée (306) et la sortie de commande de la section de commande de couple généré (307), et dans lequel, lorsque la tension de borne B est inférieure à la valeur de limite inférieure de la 20 tension générée, la première section de commutation (311) désactive le calcul de la section de commande de couple généré (307), et la deuxième section de commutation (403) délivre une autre sortie de commande de la section de commande de tension générée (306) dans 25 laquelle la tension de borne B et la valeur de limite inférieure de la tension générée sont entrées.
  4. 4. Procédé de commande pour un convertisseur de puissance à utiliser en étant relié à un générateur-30 moteur de courant alternatif polyphasé comprenant un enroulement d'induit et un enroulement d'excitation, leprocédé de commande étant caractérisé en ce qu'il comprend : une étape de détection de tension de borne B pour détecter une tension de borne B générée entre une borne B et un potentiel de référence, la borne B étant une borne d'entrée/sortie de puissance du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé ; une étape de détection de courant d'excitation pour détecter un courant d'excitation s'écoulant à 10 travers l'enroulement d'excitation ; une étape de calcul de vitesse de rotation pour détecter une vitesse de rotation du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé ; une étape de commande de tension générée pour 15 commander le courant d'excitation afin que la tension de borne B du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de tension générée ; une étape de commande de couple généré pour 20 commander, sur la base de la tension de borne B et de la vitesse de rotation, le courant d'excitation afin que le couple généré du générateur-moteur de courant alternatif polyphasé coïncide avec une commande de couple généré ; 25 une étape de sélection de commande pour choisir l'une d'une sortie de commande de l'étape de commande de tension générée et d'une sortie de commande de l'étape de commande de couple généré ; et une étape de commande de courant d'excitation pour 30 commander le courant d'excitation afin que le courantd'excitation coïncide avec une sortie de l'étape de sélection de commande, dans lequel l'étape de sélection de commande comprend une étape de sélection de valeur minimale pour choisir et délivrer une valeur minimale entre la sortie de commande de l'étape de commande de tension générée et la sortie de commande de l'étape de commande de couple généré.
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