Principe de la MLI

La MLI consiste à former chaque alternance de la tension de sortie de l’onduleur par un ensemble d’impulsions sous forme de créneaux rectangulaires de largeurs modulées de telle sorte à rapprocher cette tension vers la sinusoïde. En effet, la MLI permet de reconstituer ces tensions (ou courants) à partir d’une source à fréquence et à tension fixe (en général une tension continue). Le réglage est effectué par les durées d’ouverture et de fermeture des interrupteurs et par les séquences de fonctionnement [9]. Le principe de la MLI sinus-triangle repose sur la comparaison entre un signal triangulaire de haute fréquence appelé la modulante et un signal de référence appelé la porteuse. La valeur du rapport de fréquence entre la porteuse et la modulante procède d’un compromis entre une bonne neutralisation des harmoniques et un bon rendement de l’onduleur [12].

La (Fig. II.34) représente un onduleur triphasé de tension commandé par MLI. Celui- ci alimente une charge triphasée de type R L E à partir d’un générateur de tension continue.

En contrôlant les états des interrupteurs de chaque bras de l’onduleur, on fixe les valeurs des tensions de sortie de l’onduleur .

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. L’emploi de la technique MLI pour déterminer les intervalles de conduction des interrupteurs permet de régler de manière indépendante les valeurs moyennes de chacune des tensions sur chaque période de commutation. Dans ce cas, les instants de commutation sont déterminés par la comparaison de trois ondes de référence avec une onde porteuse qui fixe la fréquence de commutation. Cette comparaison fournit trois signaux logiques fa, fb et fc qui valent 1 quand les interrupteurs du coté haut sont en conduction et ceux de coté bas sont bloquées et valent 0 dans le cas contraire. A partir de ces signaux l’électronique de commande élabore les signaux de commande des interrupteurs.

Si les références forment un système triphasé équilibré de grandeurs sinusoïdales on obtient à la sortie de l’onduleur des ondes de tensions dont les valeurs moyenne forment elle aussi un système triphasé équilibré. On parle dans ce cas ci d’une modulation sinus triangle, par les phases du récepteur ne sont pas directement égales à celles fournies à la sortie de l’onduleur et se déduisent de celles-ci par la relation suivante, si on admet que la somme des tensions aux bornes des phases du récepteur est nulle :

Cette relation est valable tant au niveau des valeurs instantanées des tensions que de leurs valeurs moyennes sur une période MLI. Il suffit de prendre comme valeurs de

référence pour les valeurs de référence souhaitées pour pour que ces tensions suivent en moyenne leurs références sur chaque période MLI.

Fig. II.35 Principe de la MLI triangulo-sinusoïdale. Cette stratégie est caractérisée par deux paramètres :

L’indice de modulation qui est défini comme étant le rapport de la fréquence de la porteuse sur la fréquence de la tension de référence :

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Taux de modulation qui est le rapport de l’amplitude de la tension de référence et celle de la porteuse :

(II.100) Le choix d’un indice de modulation multiple de trois nous permet d’éliminer les harmoniques d’ordre trois qui représente un handicape de cette technique. Cependant, le taux de modulation varie suivant la référence imposée.

II.4.3 Résultats de simulation

Pour cette stratégie de commande, on visualise les tensions de phase et son spectre d’harmoniques, pour une fréquence fs=50 Hz et un rapport d’amplitude r=0.85, et cela pour une valeur de m =21. Les résultats de simulation sont représentés par les figures suivantes.

Fig. II.36 Principe de la MLI sinus triangle

Fig. II.37 signes de commande de l’onduleur

Fig. II.38 Tensions simples de l’onduleur

II.5 Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons décrit les trois parties essentielles de système de conversion éolienne, la première représente la partie mécanique qui contient la turbine, le multiplicateur et l’arbre de la MADA.

Dans la deuxième partie de ce chapitre, Au terme de ce survol effectué dans le domaine de l’état de l’art sur la MADA, l’on constate l’intérêt grandissant

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 -1 0 1 S in us 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 -1 0 1 P or te use 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 -1 0 1 Temps [s] S in us- tri an gl e 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 0.5 1 1.5 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 0.5 1 1.5 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0 0.5 1 1.5 Temps [s] 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 -500 0 500 po ur a 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 -500 0 500 po ur b 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 -500 0 500 Temps [s] po ur c

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accordé par les divers auteurs à cette machine, où chacun a essayé de l’étudier sous un aspect particulier. On remarque également que la majorité des sujets traités concernent le fonctionnement générateur avec une visée sur les applications éoliennes puis à l’étude la modélisation de la machine asynchrone à double alimentation, fonctionnement génératrice. En se basant sur quelques hypothèses simplificatrices, un modèle mathématique a été établi, dont la complexité a été réduite. Nous avons constaté que le modèle de la machine asynchrone à double alimentation est un système à équations différentielles dont les Coefficients sont des fonctions périodiques du temps, la transformation de Park nous a permis de simplifier ce modèle. Des résultats de simulation sont présentés.

Dans la dernière partie nous avons présenté le modèle de l’onduleur, son principe de fonctionnement et la technique de commande MLI.

Dans le chapitre suivant, nous allons étudier la commande vectorielle de la

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Chapitre III

Contrôle des puissances

active et réactive de la MADA

III.1 Introduction

Les qualités de la machine à courant continu, résumées essentiellement dans le découplage naturel entre le flux et le couple, ont fait de cette machine et pendant longtemps, le meilleur moyen utilisé dans les entraînements électriques à vitesse variable.

Cependant, la présence du collecteur mécanique dont est dotée la machine à courant continu limite son emploi à des domaines où la vitesse et la puissance sont relativement réduites .Cette limitation a contraint les chercheurs à la remplacer par la machine asynchrone à cage ou à rotor bobiné en effet, la machine à induction est de construction simple, robuste, supporte les surcharges et nécessite peu d’entretien, qualités que ne possède pas la machine à courant continu .En revanche, la commande de la machine à induction est difficile. Cette difficulté vient du fait que dans cette machine le couple électromagnétique résulte de l’interaction entre les courants imposés dans les enroulements du stator et les courants induits dans le rotor. Par conséquent, toute variation du couple induite par augmentation ou diminution du courant statorique se traduit aussi par une évolution du flux induit dans le rotor. Donc pour obtenir un contrôle dynamique performant du couple, il faut, par un système de commande extérieur à la machine, réaliser un découplage des grandeurs du couple et du flux [18]. Ce découplage des armatures statorique et rotorique de la machine est réalisé en lui appliquant la théorie de la commande par flux orienté, théorie dite de commande vectorielle.

Cette dernière a été proposée en 1971 par Blashke [18]. Elle consiste à séparer la commande du flux de celle du couple en orientant le flux selon l’axe direct du repère choisi. Cette méthode fait deux choix, le premier concerne les variables d’états, le second le choix du repère. Cela permet d’avoir une structure de commande découplée.

La commande vectorielle est l’une des méthodes de commande appliquée aux machines électriques. Elle nous permet d’obtenir le mode de fonctionnement recherché en positionnant d’une manière optimale les vecteurs courants et les vecteurs flux résultants. Où bien, elle nous permet d’assimiler le comportement d’une machine asynchrone à celui de la machine à courant continu, où le couple électromagnétique est proportionnel au courant d’induit.

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