Machine asynchrone doublement alimentée

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Commande Vectorielle d’une Machine Asynchrone  Doublement Alimentée MADA

Commande Vectorielle d’une Machine Asynchrone Doublement Alimentée MADA

Depuis plusieurs années, plusieurs recherches universitaires et industrielles ont été réalisées et proposées pour remédier le problème de commande de la machine asynchrone et établir une similitude avec la machine à courant continu. En effet, la difficulté pour commander une machine asynchrone réside dans le fait qu’il existe un couplage entre les variables d’entrées et de sorties et les variables internes de la machine comme le flux, le couple et la vitesse ; et les techniques de commande classiques deviennent insuffisantes surtout dans les applications industrielles réclamant un couple important en basse vitesse (traction, positionnement) [13,14]. Pour maitriser ces difficultés, et pour obtenir une situation équivalente à celle de la machine à courant continu Blaschke et Hasse ont proposé une technique de commande dite la commande vectorielle en anglais (field oriented control) ou la commande par orientation du flux. Aujourd’hui, grâce à cette technique de commande et au développement des systèmes numériques, plusieurs entraînements à courant continu sont remplacés par des machines à courant alternatif, ce qui permet un réglage de vitesse plus performant de point de vue rapidité et précision. L’application de cette dernière à la machine asynchrone à double alimentation présente une solution attractive pour réaliser des performances meilleures pour les applications de la production d’énergie dans une gamme de vitesse limitée [3,4] et constitue actuellement un domaine de recherche.
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Commande robuste de la Machine Asynchrone Doublement Alimentée MADA avec et sans capteur de vitesse

Commande robuste de la Machine Asynchrone Doublement Alimentée MADA avec et sans capteur de vitesse

10.1.4. Génératrice en hyper synchronisme ..................................................... 17 11. Différentes topologies de la MADA ..................................................................................... 17 11.1. Machine asynchrone à double alimentation type « Bruchless » ...................... 17 11.2. Machine asynchrone à double alimentation à rotor bobiné ............................. 18

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Commande vectorielle d'une machine asynchrone doublement alimentée : optimisation des pertes dans les convertisseurs, reconfiguration de la commande pour un fonctionnement sécurisé

Commande vectorielle d'une machine asynchrone doublement alimentée : optimisation des pertes dans les convertisseurs, reconfiguration de la commande pour un fonctionnement sécurisé

Dans ce chapitre nous avons présenté une reconfiguration du mode de fonctionnement d’une machine asynchrone à double alimentation (MADA) suite à un défaut de bus continu et suite à un [r]

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Simulation et diagnostic d’une machine asynchrone à double alimentation d’une éolienn [

Simulation et diagnostic d’une machine asynchrone à double alimentation d’une éolienn [

Connue depuis 1899, la machine asynchrone à double alimentation (MADA). En anglais «Doubly Fed Induction machine DFIM » est une machine asynchrone triphasée à rotor bobiné alimentée par ses deux armatures : le stator et le rotor. Elle a été d’abord étudiée pour être utilisé en tant que moteur à grande vitesse. Les problèmes de stabilité rencontrés des lors, l’ont fait abandonner pour un temps. Le schéma de raccordement de cette machine consiste à connecter le stator directement au réseau (génératrice non autonome), ou avec des batteries de condensateurs (fonctionnement dit autonome), alors que le rotor est alimenté à travers le convertisseur de puissance contrôlé. Cette solution est plus attractive pour toutes les applications ou les variations de vitesse sont limitées autour de celle de synchronisme. La MADA utilisée pour la génération d’énergie électrique dans un site isolé est considérés comme une solution écologique intéressante. Le générateur à induction doublement alimenté est davantage adapté pour cette application, parce qu’il reçoit une vitesse variable sur son arbre, et il doit produire une tension à amplitude et fréquence constantes coté charge, donc pour une génératrice autonome, débitant sur un site isolé, le problème devient plus complexe, car il faut contrôler aussi la tension et la fréquence du côté du stator [2].
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Contribution à la Commande Robuste de la Machine Asynchrone sans Balais à Double Alimentations

Contribution à la Commande Robuste de la Machine Asynchrone sans Balais à Double Alimentations

Président Université de Biskra Professeur ZOUZOU Salaheddine Rapporteur Université d’El-Oued Professeur BENATTOUS Djilani Examinateur Université de Batna Professeur BENDAAS Mohamed L[r]

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Analyse et commande quatre quadrants de la machine asynchrone à double alimentation

Analyse et commande quatre quadrants de la machine asynchrone à double alimentation

Quand Pr > 0 la machine reçoit de la puissance à travers le rotor. Quand Pr < 0 la machine fournit de la puissance à travers le rotor.. Le signe de cette puissance définit [r]

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COMMANDE PAR MODE GLISSANT D'ORDRE DEUX D'UNE MACHINE ASYNCHRONE

COMMANDE PAR MODE GLISSANT D'ORDRE DEUX D'UNE MACHINE ASYNCHRONE

En effet, le problème de modélisation est très important pour la conception et l’analyse de ses performances statiques et dynamiques. La modélisation de la machine asynchrone est généralement traitée par la méthode des deux axes qui utilise la théorie de l’espace vectoriel pour le passage d’un système triphasé réel à un système diphasé fictif. Pour certaines raisons, un certain nombre d’hypothèses simplificatrices (à définir et à respecter) peuvent être adoptées dans l’élaboration des modèles mathématiques, permettant d’une part une mise en équations particulièrement simples et d’autre part de pousser assez loin, parfois jusqu’à son terme, la résolution de certains problèmes par voie purement analytique [3].
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Identification en boucle fermée de la machine asynchrone : application à la détection de défaut

Identification en boucle fermée de la machine asynchrone : application à la détection de défaut

a donc ´et´e n´ecessaire d’analyser le probl`eme pour d´efinir celui qui est le mieux appropri´e au probl`eme de l’identification en boucle ferm´ee. La deuxi`eme r´eponse que nous avons essay´e d’apporter au probl`eme du diag- nostic a concern´e le mode d’excitation. Dans une variation de vitesse, il est natu- rel de perturber la r´ef´erence de vitesse par une s´equence binaire pseudo al´eatoire (SBPA) afin de r´epondre `a l’exigence de richesse de l’excitation n´ecessaire `a l’algo- rithme d’identification. Malheureusement, ce mode d’excitation va totalement `a l’encontre des objectifs de production quand l’asservissement a pr´ecis´ement pour mission de maintenir la vitesse constante. Or cette vitesse est perturb´ee par les variations du couple de charge (provoqu´ees par les imp´eratifs de production) que l’asservissement a justement pour objectif de minimiser. Ces modifications du couple de charge font varier le point de fonctionnement de la machine : sont-elles suffisantes pour satisfaire les objectifs de richesse d’excitation et n’induisent-elles pas un biais asymptotique du fait de la nature boucl´ee du fonctionnement ?
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Reconnaissance des défauts de la machine asynchrone : application des modèles d’intelligence artificielle

Reconnaissance des défauts de la machine asynchrone : application des modèles d’intelligence artificielle

28 1) Contraintes thermiques : ces contraintes peuvent être dues à un vieillissement ou une surcharge thermique. Dans le cas du vieillissement thermique, les propriétés thermiques des matériaux d’isolation qui composent la machine asynchrone se dégradent avec des fonctionnements de longue durée aux très hautes températures. Les enroulements du stator deviennent alors plus vulnérables aux autres contraintes (contraintes diélectriques, mécaniques, environnementales,…). Afin d’éviter ce phénomène, il est possible de réduire la température de fonctionnement de la machine asynchrone, ou alors, de choisir un matériau possédant une classe d’isolation plus élevée augmentant la durée de vie thermique. Dans le cas de la surcharge thermique, elle peut être causée en raison des variations des tensions, d’un déséquilibre d’alimentation sur les phases, ou d’une exposition répétée au démarrage forcé de la machine dans un temps très court. Celles-ci entraînent une augmentation de la température dans les enroulements affectant alors les propriétés d’isolation. Bien évidemment, il existe encore d’autres causes qui affectent cette propriété physique telle que la température ambiante ou encore le dysfonctionnement du ventilateur.
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Synthèse spectrale des harmoniques de la machine asynchrone triphasée saine et avec défauts

Synthèse spectrale des harmoniques de la machine asynchrone triphasée saine et avec défauts

Parmi les approches de modélisation, nous citons deux : II.2.1. Approche analytique Les modélisations analytiques reposent sur le concept d'inductance, notion qui caractérise par définition une relation linéaire flux-courant. Toute considération de la saturation magnétique, phénomène physique (effet de peau, harmoniques de flux d'entrefer) omniprésent dans le fonctionnement normal de la machine, se trouve a priori exclue de cette approche. Cette approche globale des phénomènes électromagnétiques permet d'établir un schéma électrique équivalent de la machine, chaque branche est constituée d’une résistance en série avec une force électromotrice. Ensuite l'utilisation de la théorie des circuits et des systèmes permet de trouver les équations différentielles caractérisant le fonctionnement de la machine. Ces dernières seront intégrées analytiquement ce qui permet de réduire considérablement la complexité des calculs. Dans ce cadre, plusieurs modèles mathématiques ont été développés avec plusieurs degrés de complexité depuis les modèles triphasés au stator et rotor jusqu'aux modèles triphasés au stator et multiphasés au rotor (multi-enroulements) [4].
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Commande non-linéaire d'une machine asynchrone à double alimentation

Commande non-linéaire d'une machine asynchrone à double alimentation

1.2.1.4 Articles g´ en´ eraux Nous pr´ esentons dans ce paragraphe des articles plus g´ en´ eraux ou traitant de configuration en plein essor. P. BAUER, et ses coauteurs [5] font un ´ etat de l’art du g´ enie ´ electrique utilis´ e lors de la construction d’une ´ eolienne. Un paragraphe est consacr´ e ` a l’´ etude des diff´ erents types de g´ en´ erateurs utilis´ es. Concernant la MADA deux variantes sont pr´ esent´ ees : le syst` eme de Kraemer, ou syst` eme consommateur de puissance r´ eactive et le syst` eme classique d’une MADA fonctionnant en g´ en´ eratrice,. Cette derni` ere est ´ equip´ e d’un syst` eme de contrˆ ole de la puissance r´ eactive de sortie. Dans les deux cas, le stator de la machine est connect´ e au r´ eseau. Les auteurs concluent que de toutes les motorisations possibles pr´ esent´ ees, aucune n’est pour l’instant id´ eale et pensent que les g´ en´ erateurs asynchrones ` a rotor bobin´ e ont tr` es peu d’avenir face ` a leur concurrents : les g´ en´ erateurs ` a aimants permanents. Cette ´ etude bien que pessimiste pour les MADA a le m´ erite de dresser un tableau des possibilit´ es qui s’offrent ` a un industriel voulant construire une ´ eolienne. Chaque possibilit´ e technique est comment´ ee avec ces avantages et ces inconv´ enients.
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Commande par linéarisation entrée-sorties du couple et du flux de la machine asynchrone

Commande par linéarisation entrée-sorties du couple et du flux de la machine asynchrone

L'immense utilisation de la machine asynchrone dans de nombreuses applications industrielles ou grand public est justifiée par sa robustesse, son faible coût, ses performances et la facilité d’entretien. Cependant sa commande reste un défi relevé aux communautés scientifiques, afin d'optimiser et de maitriser la machine dans les entraînements à vitesse variable. La difficulté réside dans sa grande complexité physique, liée aux interactions électromagnétiques entre le stator et le rotor. Le modèle mathématique du moteur est non linéaire, ses variables d'états ne sont pas toutes mesurables et les paramètres peuvent varier durant le fonctionnement.
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ETUDE ET COMMANDE DE GENERATRICES ASYNCHRONES POUR L'UTILISATION DE L'ENERGIE EOLIENNE<br /> - Machine asynchrone à cage autonome<br /> - Machine asynchrone à double alimentation reliée au réseau

ETUDE ET COMMANDE DE GENERATRICES ASYNCHRONES POUR L'UTILISATION DE L'ENERGIE EOLIENNE<br /> - Machine asynchrone à cage autonome<br /> - Machine asynchrone à double alimentation reliée au réseau

Chapitre 4 : Modélisation et stratégie de commande de la machine asynchrone à double alimentation Figure 4-14 : Commande vectorielle avec un seul régulateur V.3.2 Objectifs du contrôle Bien que la dynamique du dispositif éolien soit relativement lente par rapport à l'évolution des grandeurs électriques, les régulateurs de la commande vectorielle seront calculés de façon à obtenir les performances les plus élevées possibles tant au niveau de la dynamique qu'à celui de la robustesse et du rejet de perturbations. Ainsi, au cours de la synthèse de ces régulateurs, nous ferons en sorte d'obtenir une dynamique électrique du système aussi rapide que l'autorise la fréquence de la MLI du convertisseur rotorique, ceci dans l'optique de l'insertion du dispositif dans un système éolien à vitesse variable ou dans un autre système utilisant la MADA en génératrice. Les lois de commande élaborées doivent autoriser cette dynamique sans engendrer des dépassements qui peuvent nuire à la durée de vie de la machine et des convertisseurs. Elles devront également opérer un bon rejet des perturbations qui peuvent être nombreuses sur un tel système étant donnés la complexité et le nombre important de capteurs mis en jeu. Enfin, elles devront satisfaire aux exigences de robustesse face aux variations de paramètres qui peuvent intervenir dans les machines électriques notamment à cause des variations de température.
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Commande Tolérante aux Défauts du Capteur Mécanique d’une Machine Asynchrone

Commande Tolérante aux Défauts du Capteur Mécanique d’une Machine Asynchrone

 Efforts de flexion (force centrifuge qui s’exerce sur lui, attraction magnétique radiale, etc.).  Efforts radiaux et tangentiels dus aux forces centrifuges.  Efforts de torsion (couple électromagnétique transmis en régime permanent et transitoire). Afin d’assurer la variation de vitesse des moteurs électriques mais aussi la conversion de l’énergie, de nombreuses machines se voient associer à un convertisseur. Ainsi, de nos jours, on trouve dans un grand nombre de procédés industriels, des associations entre des convertisseurs statiques et des machines électriques (pompage, levage,…etc.). Cela permet de fournir aux moteurs des tensions et des courants de fréquence variable servant à commander la machine en couple ou en vitesse.[5]
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Réalisation d’une carte d’acquisition pour le diagnostic des défauts dans la machine asynchrone

Réalisation d’une carte d’acquisition pour le diagnostic des défauts dans la machine asynchrone

III.4. Moteur asynchrone avec la cassure des barres rotoriques III.4.1. Description de banc d’essais Dans l’objectif de mener une étude expérimentale sur le défaut de cassure des barres rotoriques qui peuvent affecter une machine asynchrone, nous avons réalisé des expériences sur une pompe à eau entrainer par un moteur asynchrone monophasé usagé qui représente déjà un vieillissement visible dans le bobinage. Leurs caractéristiques sont détaillées dans l’annexe. Le banc d’essais représenté à Figure III-13, est composé d’une machine asynchrone MAS monophasée (pompe d’eau) plus l’installation de canalisation d’eau pour charger la pompe.
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Détection des défauts de roulements dans une machine asynchrone par analyse spectrale des courants statoriques

Détection des défauts de roulements dans une machine asynchrone par analyse spectrale des courants statoriques

I. INTRODUCTION Les entraînements électriques à base de machine asynchrone sont largement utilisés dans les applications industrielles en raison de leur faible coût, de leurs performances et de leur robustesse. Cependant, des modes de fonctionnement dégradés peuvent apparaître, mettant principalement en cause les roulements à billes. Une surveillance vibratoire peut être mise en place mais celle-ci est souvent chère et industriellement difficile à réaliser. Pour y remédier, la détection et la surveillance peuvent être basées sur l’analyse de grandeurs électriques telles que les courants de phase moteur qui sont souvent déjà mesurés pour le contrôle ou la protection du moteur.
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Commande de la machine asynchrone par la cascade hyposynchrone à base des logiciels SIMPLORER et MATLAB

Commande de la machine asynchrone par la cascade hyposynchrone à base des logiciels SIMPLORER et MATLAB

Le rapport de transformation de la machine asynchrone à rotor ouvert est désigné par m, celui du transformateur triphasé par K T . Le courant alternatif du rotor, à la pulsation gω s , est redressé puis filtré par une bobine d’inductance L. Un onduleur assisté assure la conversion continu-alternatif à la fréquence du réseau. C’est par action sur l’angle de retard à l’amorçage des thyristors de l’onduleur que l’on règle la puissance renvoyée au réseau et donc la vitesse du moteur. Un transformateur triphasé est nécessaire pour adapter la tension de sortie de l’onduleur à celle du réseau et la récupération de l'énergie rotorique assure un excellent rendement, voisin de celui du moteur seul.
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Commande d'une machine asynchrone dédiée à la traction des chariots de manutention électriques

Commande d'une machine asynchrone dédiée à la traction des chariots de manutention électriques

Par rapport à notre cahier des charges, il est indispensable de pouvoir pilo- ter le couple de la machine asynchrone à basse vitesse et même à l'arrêt. Cette contrainte élimine automatiquement le choix des deux types de contrôle scalaire puisque leurs caractéristiques ne le permettent pas. La contrainte de pouvoir sup- primer le capteur mécanique de notre système élimine le contrôle vectoriel indirect à orientation du ux rotorique. Le choix entre le contrôle vectoriel direct (à orien- tation statorique ou rotorique) et le contrôle direct de couple, ne s'est pas fait sur la capacité de ces deux types de contrôles à atteindre les performances dynamiques demandées dans le cahier des charges. En eet, les deux types de contrôles peuvent remplir cette contrainte de notre cahier des charges. Le choix s'est fait plutôt en fonction du fait que l'on a souhaité utiliser un modulateur pour la commande rap- prochée de l'onduleur. L'utilisation d'un modulateur s'avère être pénalisante dans le cas des fortes puissances et à basse fréquence de modulation car il provoque des retards qui sont responsables d'une augmentation du temps de réponse en couple [dWA00a]. Vu la puissance de notre application, l'utilisation d'un modulateur n'est pas pénalisante. Par contre, le modulateur garantit une fréquence de commutation xe que l'on peut régler comme l'on veut de manière à garantir un niveau sonore confortable pour les utilisateurs. Cette volonté d'utiliser un modulateur vient aussi du fait qu'il va être mis à prot dans notre recherche de minimisation du nombre de capteurs et notamment lors de la suppression des capteurs de courants placés au stator de la machine (cf. chapitre 3). Le contrôle vectoriel direct utilise natu- rellement un modulateur. L'association du contrôle direct de couple DTC avec un modulateur est aussi possible. Mais l'utilisation de ce dernier complexie énormé- ment l'algorithme de commande du DTC. Il est notamment nécessaire de résoudre un système d'équations quadratiques [Fil02]. C'est pourquoi, le contrôle vectoriel direct a été retenu pour notre application.
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Contrôle par Mode Glissant d'une Machine Asynchrone en tenant Compte des Défauts

Contrôle par Mode Glissant d'une Machine Asynchrone en tenant Compte des Défauts

Introduction générale Le moteur asynchrone à rotor bobiné a été utilisé jusqu'à un passé récent pour les entraînements à vitesse peu variable. Mais il ne présentait pas une sensible amélioration par rapport au moteur à courant continu. La machine à rotor à cage d'écureuil était pour sa part réservée aux entraînements à vitesse constante à cause de la difficulté de sa commande et de la difficulté du suivi de ses paramètres rotoriques. Cependant, Ce moteur présente de nombreux atouts : puissance massique, robustesse, coût de fabrication relativement faible et un entretien minimum [1].
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Estimation des paramètres et des états de la machine asynchrone en vue de diagnostic des défauts rotoriques

Estimation des paramètres et des états de la machine asynchrone en vue de diagnostic des défauts rotoriques

Afin d'évaluer ce type de méthode sur un exemple simple représentatif, nous présentons dans ce chapitre, l'algorithme d'estimation en ligne basé sur le filtre de Kalman étendu, pour l'estimation des paramètres de la machine asynchrone en vu de détection des défauts rotoriques. Pour la détection des défauts rotoriques,dans l'approche à base de modèles paramétriques, on ne génère pas réellement un vecteur de résidus, mais on estime un vecteur de paramètres dont la variation à l'extérieur d'une plage de référence représente l'apparition d'un défaut dans le système surveillé (ou plus exactement représente un changement dans les caractéristiques du procédé). Cette variation peut alors être détectée à l'aide d'un test de décision dans l'espace paramétrique. [31]
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