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Les
membres du Jury :
M. FORGEZ Christophe,
Maître de conférences, UTC
M. FRANCOIS Bruno, Maître de conférences, Ecole Centrale
de Lille, Laboratoire L2EP, rapporteur
M. FRIEDRICH
Guy, Professeur des Universités, UTC, Président du
jury
M. LORON Luc, Professeur des Universités, Institut de recherche
en électrotechnique et électronique de Nantes Atlantique (IREENA),
rapporteur
M. MASSON Philippe, Ingénieur VALEO
M. VILAIN J-P., Professeur des Universités, UTC
Résumé
:
La société
Valeo produit pour l'industrie automobile plusieurs machines synchrones
destinées à fonctionner en mode démarreur et en mode alternateur.
L'une, la StARS, est un alterno-démarreur séparé (ADS) à rotor bobiné
et son alimentation est de type pleine onde pilotée par un capteur
de position mécanique intégré. La suppression de ce capteur, si
rudimentaire soit-il, est un passage très prometteur. Outre la suppression
du coût du capteur lui-même et de sa mise en place, la disparition
de la connectique qui lui est associée améliore la fiabilité et
la robustesse du système.
L'objet de
cette thèse est la réalisation du contrôle sans capteur de position
de l'ADS StARS. A l'arrêt, à partir d'une modélisation simplifiée
de la machine, une procédure de détection de la position du rotor
et une identification paramétrique de l'induit sont proposées. En
marche, lorsque la vitesse de rotation est importante, l'autopilotage
sans capteur est réalisé à partir de l'estimation des forces électromotrices
de rotation. A faible vitesse, la position de l'axe polaire est
reconstituée par observation des flux de la machine.
La méthode
sans capteur proposée a une simple structure et fait appel à deux
capteurs de courant. Elle permet de contrôler la StARS depuis l'arrêt
jusqu'à sa pleine vitesse de rotation en mode démarreur. L'entraînement
sans capteur de l'ADS est enfin validé par des résultats expérimentaux
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Abstract:
Valeo Company
produces for the automotive industry several synchronous machines
intended to operate either in starter mode or in alternator mode.
One of the manufactured machines is the Starter-Alternator Reversible
System (StARS) that is a wound rotor belt-driven machine. Actually,
StARS is supplied by a full-wave voltage inverter and its self-commutation
is controlled by an integrated shaft-mounted position sensor. The
removal of the latter is a very promising passage. In addition to
the suppression of the costs due to the sensor and its installation,
the elimination of the sensor's wiring improves the reliability
and the robustness of the system.
The main purpose
of this thesis is to investigate the StARS sensorless control. At
zero speed, initial rotor position detection and motor parameter
identification are presented. In medium and high speed range, the
sensorless operation of the StARS is based on the estimation of
the machine rotational electromotive forces. At low speed, the rotor
position is detected by estimating the stator flux which is obtained
by integration of the measured back electromotive force.
The proposed
sensorless control can perform a switchover from starting to sensorless
open-loop operation. It has a simple structure and uses two current
sensors. Experimental results are presented to demonstrate the successful
operation of the investigated sensorless method.
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