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Contribution
à l'optimisation de la commande d'un
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Résumé
: Ce travail, mené en collaboration entre la société VALEO et l'UTC,
porte sur l'Alterno-démarreur Intégré en version Asynchrone et plus
particulièrement sur l'optimisation du contrôle, par le biais d'une
simulation fine de l'ensemble machine-convertisseur- commande. Tout un panel de
Stratégies de Modulation de Largeur d'Impulsions peut être simulé :
boucle ouverte en tension, boucle fermée en tension ou en courant, fréquence
de découpage fixe ou variable, modulations phase par phase indépendantes
ou globale (vectorielle). L'approche vectorielle de la machine et du convertisseur permet de simuler le comportement dynamique de la chaîne d'entraînement en régime permanent ou en régime transitoire, en mode moteur ou en mode alternateur, stator couplé en étoile ou en triangle, sans ou avec surmodulation. Les lois de commande, élaborées de façon à viser un fonctionnement optimal sous des formes d'onde idéales respectant les contraintes d'alimentation, sont mises en œuvre via un contrôle scalaire ou vectoriel et via la commande rapprochée de l'onduleur. Nous chiffrons les perturbations induites par l'ensemble " machine-convertisseur-commande ". L'étude comparative des différentes commandes rapprochées permet de mettre en évidence la supériorité de la modulation vectorielle en mode alternateur.
Enfin, nous prenons en compte le phénomène particulier des acyclismes. Après observation de leurs incidences dans le cas d'une commande de type " scalaire ", nous proposons des contrôles de type " vectoriel " suffisamment simples pour être compatibles avec l'application embarquée mais capables d'atténuer les oscillations du couple et de garantir la maîtrise du niveau de flux tout en conservant un rendement élevé. |
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Mots clés
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Contribution
of the optimization of the control of an |
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Summary : This large study concerns an Integrated Starter Alternator based on an induction machine. This research fits in keeping with a technical partnership between the company VALEO R&D Department located at Creteil and the University of Technology at Compiegne. The aim is to improve the control of the experimental device by means of a precise simulation of the engine, the converter and the control. Different pulse-width modulation strategies are modeled in voltage opened loop, in voltage closed loop, in current closed loop, with a quench frequency fixed or adjustable, and with separated phase per phase modulation or global modulation (vectorial). The system is modeled by vectorial equations. So we observe its dynamic behaviour in steady or transient state working, in alternator or starter mode, with the stator coupled in star or triangle, without or under over-modulation. The drive laws are elaborated according to the mechanical speed with the intention of aiming the optimal working. This point is calculated by supposed the supply perfectly ideal and without neglecting its constraints. Parallel we assess the disturbances of the whole " machine-converter-control ". The comparative study of the different controls gives prominence to the superiority of the vectorial modulation on the alternator mode. On the other hand, the influence of the accuracy of the mechanical sensor is analysed. At first we propose a mean of double the resolution without change the detector. The experimental results confirm the predictions of the simulations. Then we tackle the problem differently by dissociating the resolution of phase 'incréments' come from the rotation effect from the ones due the skin effect. Lastly, we take into account the speed acyclisms. After observation of the incidences in the case of the scalar control, we examine vectorial controls in order to ease electromagnetic torque ripples and guarantee the mastery of the flux level with a good efficiency.
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Les membres du Jury :
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