Modèle inverse et minimisation des ondulations de couple des machines synchrones à aimants à fém et inductances non sinusoïdales

Abstract

La modélisation des machines à courant alternatif est souvent réalisée en utilisant le repère classique de Park. Nous présentons un modèle inverse pour la machine synchrone à aimants permanents à pôles saillants à répartition de flux et inductances non sinusoïdales. Ce modèle inverse est déduit des propriétés des courbes isocouples dans le repère de Concordia. Cela permet de définir un nouveau repère dans lequel nous choisissons une orientation privilégiée pour le vecteur courant de phase, conduisant à une minimisation des pertes par effet Joule dans la machine pour un couple donné. En conséquence, la forme d'onde du courant optimal obtenue, permet également de minimiser les ondulations de couple. Une commande suboptimale est également proposée. Basée sur le modèle moyen de la machine, elle facilite la mise en oeuvre expérimentale avec calculateur numérique. Les résultats de la simulation numérique ainsi que la validation expérimentale sur un banc d'essai à base d'un processeur de traitement de signal (DSP) sont présentés. Ce travail est organisé comme suit: Le premier chapitre vise à rappeler les différentes méthodes de minimisation des ondulations de couple pour les machines synchrones à aimants permanents. Dans le chapitre deux, après rappel des transformations classiques de Concordia et de Park, nous avons procédé à la définition géométrique de cette dernière en se basant sur les courbes isocouples. Une extension de cette transformation pour les machines synchrones à aimants à distribution de champ et inductances non sinusoïdales est présentée. Le chapitre trois est consacré à l'application de l'étude à un prototype de machine synchrone à aimants à pôles saillants à fém et inductances non sinusoïdales. Les références optimales des courants sont obtenues après résolution d'un problème d'optimisation non linéaire. Un modèle suboptimal est également développé. La simulation numérique des différents modèles ainsi que la validation expérimentale sur un banc d'essais à base d'un processeur de signaux numériques (DSP) fait l'objet d'un quatrième chapitre.