Contribution à la commande des systèmes multimachines multiconvertisseurs PDF Download
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Author: Joseph Pierquin
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Languages : fr
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Book Description
Les systèmes comportant plusieurs machines électriques et/ou plusieurs convertisseurs statiques occupent une place de plus en plus importante parmi les systèmes électromécaniques. Ces systèmes sont appelés Systèmes Multimachines Multiconvertisseurs (SMM). Les SMM se caractérisent par la mise en commun de ressources physiques entre plusieurs éléments de la chaîne de conversion d'énergie; d'où des couplages dont la gestion pose problème. La complexité de tels systèmes nécessite une répresentation synthétique que l'utilisation d'outils classiques de modélisation ne permet pas toujours d'obtenir. Un formalisme spécifique de modélisation de systèmes électromécaniques est alors présenté : basé sur une représentation causale des échanges énergétiques entre les différents éléments de conversion, appelé Représentation Énergétique Macroscopique (REM). Une extension de ce formalisme à la caractérisation et la commande des SMM est ensuite proposée. Le SMM faisant l'objet de cette thèse est un véhicule électrique. Ce système possède deux couplages (électrique et mécanique) induits par l'utilisation d'une structure de puissance particulière : la traction des deux roues motrices est assurée par deux machines asynchrones triphasées alimentées par un onduleur possédant quatre bras. Les problèmes posés par le couplage mécanique sont liés au caractère non-linéaire du contact roue-route; une solution à ces problèmes est obtenue en utilisant une structure de commande à modèle bien adaptée aux systèmes non-linéaires : la commande à modèle de comportement. Une commande vectorielle dans le repère naturel de la machine asynchrone est ensuite proposée pour résoudre le couplage électrique : appliquée expérimentalement d'abord à un système monomachine, puis son extension à l'ensemble onduleur quatre bras - machines asynchrones est envisagée dans un second temps.
Author: Joseph Pierquin
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Les systèmes comportant plusieurs machines électriques et/ou plusieurs convertisseurs statiques occupent une place de plus en plus importante parmi les systèmes électromécaniques. Ces systèmes sont appelés Systèmes Multimachines Multiconvertisseurs (SMM). Les SMM se caractérisent par la mise en commun de ressources physiques entre plusieurs éléments de la chaîne de conversion d'énergie; d'où des couplages dont la gestion pose problème. La complexité de tels systèmes nécessite une répresentation synthétique que l'utilisation d'outils classiques de modélisation ne permet pas toujours d'obtenir. Un formalisme spécifique de modélisation de systèmes électromécaniques est alors présenté : basé sur une représentation causale des échanges énergétiques entre les différents éléments de conversion, appelé Représentation Énergétique Macroscopique (REM). Une extension de ce formalisme à la caractérisation et la commande des SMM est ensuite proposée. Le SMM faisant l'objet de cette thèse est un véhicule électrique. Ce système possède deux couplages (électrique et mécanique) induits par l'utilisation d'une structure de puissance particulière : la traction des deux roues motrices est assurée par deux machines asynchrones triphasées alimentées par un onduleur possédant quatre bras. Les problèmes posés par le couplage mécanique sont liés au caractère non-linéaire du contact roue-route; une solution à ces problèmes est obtenue en utilisant une structure de commande à modèle bien adaptée aux systèmes non-linéaires : la commande à modèle de comportement. Une commande vectorielle dans le repère naturel de la machine asynchrone est ensuite proposée pour résoudre le couplage électrique : appliquée expérimentalement d'abord à un système monomachine, puis son extension à l'ensemble onduleur quatre bras - machines asynchrones est envisagée dans un second temps.
Author: ROBOAM Xavier
Publisher: Lavoisier
ISBN: 2746281929
Category :
Languages : en
Pages : 434
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Book Description
Le contexte actuel mène les concepteurs vers des systèmes toujours plus complexes et performants, intégrant un grand nombre d’éléments souvent fortement couplés et appartenant à divers champs de la physique énergétique. Après une présentation de l’approche systémique de conception, ce premier volume rassemble les points-clés permettant de modéliser et de caractériser efficacement des systèmes multiphysiques (formalismes graphiques, Bond Graphs, GIC/REM), d’analyser la qualité et la stabilité des réseaux et de contribuer à la robustesse en conception intégrée. La gestion de l’énergie des systèmes énergétiques hybrides incluant du stockage est également largement détaillée et différentes méthodes statistiques permettant de dimensionner les réseaux ou de caractériser leur sûreté de fonctionnement sont proposées (par exemple, la méthode de Monte-Carlo). Les techniques d’analyse, de synthèse et de gestion présentées dans cet ouvrage participent à l’optimisation des systèmes énergétiques. Elles sont complétées par des approches spécifiquement orientées vers la conception par optimisation, objets du second volume.
Author: Bogdan Vulturescu
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Languages : fr
Pages : 137
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Book Description
Les systèmes à plusieurs machines électriques et convertisseurs statiques occupent une part importante dans le domaine des entraînements, que ce soit dans les transports, les processus industriels ou même les services. Ces systèmes qui partagent une ressource électrique, mécanique ou d'une autre nature, sont désignés systèmes multimachines multiconvertisseurs (SMM). Outre le problème classique de robustesse inhérent à la commande des actionneurs électriques, les SMM posent des problèmes de gestion énergétique, problèmes induits par les divers couplages qui les caractérisent. L'objectif de cette thèse est une étude de la commande à modèle de comportement (CMC) en vue de son application aux SMM, dans l'objectif d'apporter une solution aux problèmes de robustesse et de couplage. Dans un premier temps, l'analyse de la CMC est présentée. Cette commande exploite l'écart entre un processus et son modèle considéré linéaire stationnaire, afin de modifier les actions du processus réel et le " forcer " ainsi à suivre un comportement défini. Les performances de robustesse sont mises en évidence en simulation (machine à courant continu et machine asynchrone) et expérimentalement (machine à courant continu). De plus, une extension de la CMC pour gérer deux boucles imbriquées est proposée, ainsi qu'une stratégie spécifique de limitation. Dans un deuxième temps, la CMC est appliquée aux SMM. L'étude porte sur un couplage aval de type mécanique. Trois nouvelles structures de commande, basées sur la CMC sont analysées en plus de deux structures classiques (commande moyenne et maître-esclave). Une de ces nouvelles structures est enfin appliquée à la commande d'un métro automatique pour résoudre des problèmes de répartition énergétique mécanique et de patinage.
Author: Hamza El Jihad
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Cette thèse traite des convertisseurs de puissance multi-niveaux destinés aux applications d'entraînements électriques, utilisés notamment dans le domaine de l'Oil & Gas et de la propulsion marine, ou bien aux applications réseaux comme la compensation de l'énergie réactive. L'objectif est l'optimisation des commandes de ces convertisseurs de façon à réduire le contenu harmonique de la tension de sortie et donc du courant, paramètre très important pour le dimensionnement à la fois des filtres de sortie et des machines électriques qui y sont connectées. Dans la première partie de ce mémoire, les différentes topologies multi-niveaux sont analysées et trois topologies cinq niveaux retenues sont comparées en termes de nombre de composants semi-conducteurs, des pertes, du contenu harmonique et de l'énergie stockée dans les éléments passifs. Selon le type de l'application, l'une d'entre elles est préférée aux autres. En deuxième partie, nous avons proposé une méthode de réduction d'harmoniques basse fréquence qui consiste à maîtriser la phase des porteuses MLI pour des ratios entiers des fréquences de découpage et du fondamentale de la tension de référence. La minimisation des harmoniques basse fréquence de la tension de sortie du convertisseur par l'optimisation de la phase des porteuses est validée d'abord par des simulations numériques puis implémentée pratiquement et validée à l'aide d'un simulateur temps réel RT-Lab. Pour pallier aux problèmes de non-linéarités introduites par les méthodes classiques de ”clamping” des tensions de références des convertisseurs multi-niveaux, limitant l'amplitude de la tension de sortie maximale atteignable, nous proposons une nouvelle méthode de linéarisation en dernière partie de ce mémoire. Il s'agit d'ajouter une composante homopolaire optimisée aux tensions de références des convertisseurs multi-niveaux pour linéariser le fondamental de leurs tensions de sortie, ce qui permet d'accroître le maximum de leur amplitude. Cette méthode est testée par simulation numérique dans la commande d'un système d'entraînement électrique complet lui permettant de fonctionner sur toute la plage de vitesse, sans affecter l'équilibrage des tensions des capacités du bus continu principal.
Author: Bruno Nicolas
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Languages : fr
Pages : 206
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LE TRAVAIL PRESENTE CI-APRES S'INTERESSE A LA COMMANDE DES CONVERTISSEURS STATIQUES ET APPORTE UNE CONTRIBUTION A LA DEFINITION DES LOIS DE COMMUTATION A L'AIDE DE LA THEORIE DES REGIMES GLISSANTS BASEE SUR UNE FONCTION DE LYAPUNOV. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL EST CONSACREE A L'ETUDE DE LA THEORIE DES REGIMES GLISSANTS EN VUE DE L'APPLICATION A LA COMMANDE DES CONVERTISSEURS STATIQUES. L'AUTEUR PROPOSE UNE NOUVELLE METHODE POUR LA DEFINITION DE SURFACES DE COMMUTATION QUI PERMET D'ASSURER LA STABILITE ET L'EXISTENCE GLOBALE D'UN REGIME GLISSANT POUR DES CONVERTISSEURS COMPRENANT UNE OU PLUSIEURS CELLULES DE COMMUTATION. LA DEUXIEME PARTIE TRAITE DE L'APPLICATION A DIFFERENTES STRUCTURES DE CONVERTISSEURS. UNE REALISATION EXPERIMENTALE D'UNE PUISSANCE DE 10KW A PERMIS DE VALIDER LA LOI DE COMMANDE DEVELOPPEE EN FONCTIONNEMENT HACHEUR ET ONDULEUR D'UN CONVERTISSEUR ABAISSEUR DE TENSION. CE TRAVAIL APPORTE DES SOLUTIONS POUR LE FONCTIONNEMENT A FREQUENCE FIXE ET LA STABILITE DE D'ENSEMBLE CONVERTISSEUR-FILTRE D'ENTREE. UNE ETUDE AVEC VALIDATION PAR SIMULATION EST MENEE SUR LA COMMANDE PAR MODE DE GLISSEMENT D'UN HACHEUR SURVOLTEUR ET D'UN CONVERTISSEUR MULTINIVEAUX A CELLULES DE COMMUTATIONS IMBRIQUEES. IL S'AVERE QUE LA THEORIE DES REGIMES GLISSANTS SE GENERALISE PARFAITEMENT A LA COMMANDE DES STRUCTURES COMPLEXES DE TYPE NON-LINEAIRE ET MULTI-ENTREE. CE TRAVAIL MONTRE QUE LES PRINCIPES DU REGLAGE PAR MODE DE GLISSEMENT PEUVENT ETRE AVANTAGEUSEMENT UTILISES POUR LA COMMANDE DES CONVERTISSEURS STATIQUES. LA ROBUSTESSE VIS-A-VIS DES VARIATIONS DE PARAMETRES ET LA SIMPLICITE DE LA MISE EN UVRE CONSTITUENT LES ATOUTS DE CETTE STRATEGIE DE COMMANDE. CONTRAIREMENT A UNE LOI DE COMMANDE CLASSIQUE, LES PERFORMANCES DYNAMIQUES NE DEPENDENT PAS D'UN POINT DE FONCTIONNEMENT NOMINAL MAIS SONT IMPOSEES DANS TOUTE LA PLAGE DE FONCTIONNEMENT DU CONVERTISSEUR
Author: Gérard Mojal
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Languages : fr
Pages : 120
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Author: Mohamed Cherkaoui (auteur d'une thèse de sciences).)
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Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
Ce travail est une contribution à la modélisation, à l'étude et à la commande des machines alternatives, en particulier les machines à synchrones à double alimentation dont le stator est alimenté par un réseau fixe et le rotor par un réseau variable (MADA). Notre objectif premier est la mise en œuvre des moyens et des méthodes qui facilitent le traitement analytique des équations des machines alternatives en général. Pour cela nous étudions la représentation vectorielle et l'appliquons à la modélisation de ces machines. Après avoir dans un premier temps montre l'intérêt de ces outils mathématiques pour l'étude de la commande des machines alternatives symétriques, nous les appliquons ensuite à la modélisation et à l'étude analytique du comportement de la MADA nous avons étudié tout d'abord l'alimentation rotorique de cette machine pour des sources de tensions et optimisé le fonctionnement en minimisant les pertes par effet joule. Nous avons ensuite développé l'étude de l'alimentation rotorique par des générateurs de courant. Les équations électriques sont alors plus simples et le réglage du fonctionnement est facilité. Nous avons étudié la stabilité du système pour les deux modes d'alimentation et montre la supériorité et l'intérêt de l'alimentation rotorique en courant. Parallèlement à ces études théoriques, la partie expérimentale de ces travaux est consacrée au fonctionnement à vitesse variable d'une machine asynchrone associée à un cycloconvertisseur. Nous avons adopté la commande numérique de ce convertisseur à l'alimentation rotorique de la MADA et comparé les relevés expérimentaux aux résultats théoriques
Author: Christophe Ledoux
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Languages : fr
Pages : 172
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Book Description
Les systèmes électriques sont de plus en plus présents dans les applications embarquées. Ils remplacent les systèmes mécaniques ou hydrauliques. Dans le cas du remplacement d'un système hydraulique par un système électrique, le gain de masse n'est pas significatif mais peut devenir plus important en mutualisant l'onduleur. L'objectif des travaux de thèse qui s'intègre dans le cadre du projet CISACS est de développer une méthodologie de pré-dimensionnement de l'étage de puissance en considérant des contraintes multi-physiques et en intégrant le choix technologiques des composants. Le premier chapitre, à travers le contexte et les objectifs du projet CISACS, introduit la problématique de conception de convertisseurs statiques à embarquer au sein de futurs avions plus électrique. Dans le deuxième chapitre, une analyse fonctionnelle et dysfonctionnelle de certaines architectures adaptées à une application de type CISACS est effectuée. Trois architectures sont considérées : structure classique à N convertisseurs, une architecture mono-convertisseur-aiguilleur et une structure d'un convertisseur matriciel. Dans le troisième chapitre, nous proposons une méthodologie de pré-dimensionnement progressif de convertisseurs statiques par optimisation sous contraintes multi-physiques. Grâce à cette méthodologie, le choix des composants actifs et passifs est automatisé. Afin d'affiner le pré-dimensionnement de la structure de puissance retenue, nous proposons dans le dernier chapitre une méthodologie de placement-routage des semi-conducteurs de puissance sur dissipateur plan. La modélisation mise en oeuvre fait intervenir les aspects électrique-thermique-géométrique du système.
Author: Guillaume Gateau
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Languages : fr
Pages : 274
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Book Description
CE TRAVAIL APPORTE UNE CONTRIBUTION A LA COMMANDE DES CONVERTISSEURS MULTICELLULAIRES SERIE. CETTE NOUVELLE STRUCTURE APPARUE AU DEBUT DES ANNEES 90, PRESENTE DES CARACTERISTIQUES TRES INTERESSANTES POUR DE NOMBREUSES APPLICATIONS DE CONVERSION D'ENERGIE SOUS HAUTE TENSION. LA MAITRISE PARFAITE DU FONCTIONNEMENT DYNAMIQUE DE CES CONVERTISSEURS REPRESENTE UN OBJECTIF ESSENTIEL DANS LE DEVELOPPEMENT D'APPLICATIONS INDUSTRIELLES. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL SERA CONSACREE A L'ETUDE DE LA STRUCTURE MULTICELLULAIRE OU NOUS METTRONS EN EVIDENCE L'INTERET QUE PEUT REPRESENTER SON UTILISATION DANS LES SYSTEMES DE CONVERSION DE PUISSANCE. NOUS EFFECTUERONS ALORS LA SYNTHESE D'UN MODELE DE REPRESENTATION DE CES SYSTEMES EN VUE DE LEUR COMMANDE A L'AIDE DU MOYENNAGE DES DIFFERENTES VARIABLES D'ETATS. LA SECONDE PARTIE DE CE MANUSCRIT SERA CONSACREE A L'ETUDE DE LOIS DE COMMANDE NON LINEAIRES CLASSIQUES AFIN D'ASSURER LE RESPECT D'UN CERTAIN NOMBRE DE CONTRAINTES DYNAMIQUES LIEES A CE TYPE DE STRUCTURE. NOUS PRESENTERONS AINSI DEUX METHODES, L'UNE BASEES SUR LA LINEARISATION EXACTE ENTREES/SORTIES D'UNE PART ET L'AUTRE SUR LES FONCTIONS DE LYAPUNOV. NOUS PRESENTERONS EGALEMENT LA SYNTHESE D'UN OBSERVATEUR D'ETAT PAR UNE METHODE ORIGINALE. LA TROISIEME PARTIE SERA CONSACREE A LA COMMANDE DES CONVERTISSEURS MULTICELLULAIRES PAR L'UTILISATION DE LA LOGIQUE FLOUE. DEUX METHODES SERONT ICI PROPOSEES. LA PREMIERE PERMETTRA LA SYNTHESE D'UNE LOI DE COMMANDE FLOUE CLASSIQUE A PARTIR DU MODELE MOYEN. LA SECONDE METHODE PROPOSEE REPOSE SUR UNE INVERSION DU MODELE HARMONIQUE EN VUE D'UNE COMMANDE PAR VARIATION DES DEPHASAGES DES ORDRES DE COMMANDE DES INTERRUPTEURS. LES LOIS DE COMMANDE PRESENTEES SERONT TOUTES VALIDEES PAR SIMULATION SUR DES STRUCTURES MULTICELLULAIRES A TROIS OU QUATRE CELLULES DE COMMUTATION. LA PLUPART DE CES LOIS DE COMMANDES SERONT EGALEMENT VALIDEES DE FACON EXPERIMENTALE.
Author: Eric Monmasson
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118622847
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 403
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Book Description
A voltage converter changes the voltage of an electrical power source and is usually combined with other components to create a power supply. This title is devoted to the control of static converters, which deals with pulse-width modulation (PWM) techniques, and also discusses methods for current control. Various application cases are treated. The book is ideal for professionals in power engineering, power electronics, and electric drives industries, as well as practicing engineers, university professors, postdoctoral fellows, and graduate students.
