Application de la théorie du vecteur spiral aux machines électriques : modélisation, identification et contrôle

Abstract

Dans ce travail, nous avons montré qu’il est possible d’estimer les états et les paramètres de la Machine asynchrone « MAS » avec seulement deux capteurs. Une nouvelle approche de modélisation dynamique et d’estimation des paramètres de la MAS est développée. Le modèle est basé sur la théorie du vecteur spiral, ce modèle mathématique est compact dans l’espace des complexes et ne dépend que des variables et paramètres d’une seule phase au stator et au rotor «méthode de séparation de phase». Un nouveau filtre est utilisé pour estimer les états, les paramètres et la vitesse rotorique de la MAS. Ce filtre est une nouvelle variante du filtre de Kalman non linéaire sous forme complexe «filtre de Kalman complexe étendu». Le modèle de la MAS développé et le filtre de Kalman complexe étendu sont utilisés pour développer une nouvelle commande vectorielle avec adaptation des paramètres et orientation du flux d’entrefer qui n’a besoin que de deux capteurs: un pour la tension statorique et l’autre pour le courant sans la transformation de Park. Les résultats expérimentaux et de simulation montrent l’efficacité de la méthode proposée dans ce travail. Pour atteindre ces objectifs, nous organisons notre travail en deux parties: * Dans la première partie, nous présentons la théorie du vecteur spiral et son application à la résolution d’un circuit électrique et le calcul des différentes puissances instantanées (active, réactive et apparente) en monophasée et en triphasée. * La deuxième partie est composée de trois chapitres: - Le premier chapitre est consacré à la modélisation de la machine asynchrone par la théorie du vecteur spiral dans les différents référentiels. - Le deuxième chapitre, traite l’identification des paramètres de la machine asynchrone sans capteur par le filtre de Kalman complexe étendu. - La commande vectorielle du flux d’entrefer sans capteur de vitesse avec adaptation des paramètres de la machine asynchrone est abordée au troisième chapitre. - La troisième partie traite la modélisation de la machine synchrone à pôles saillants avec amortisseurs, ainsi que la détermination des expressions analytiques des courants dans le cas d’un court circuit triphasé brusque. Nous terminons par une conclusion générale de l’étude et par l’exposé des perspectives de recherche.