Commande rapprochée de convertisseur statique 2
Contrôle en courant
Lavoisier
Introduction
17
Eric Monmasson
Chapitre 1. Réglage par des régulateurs PI du courant
d'une machine synchrone
23
Mohamed Wissem Naouar, Eric Monmasson,
Ilhem Slama-Belkhodja et Ahmad Ammar Naassani
1.1. Introduction23
1.2. Modélisation d'une machine synchrone24
1.2.1. Modèle d'une machine synchrone dans un système
de coordonnées fixe lié au stator24
1.2.2. Modèle d'une machine synchrone dans un système
de coordonnées commun (d, q) calé sur l'axe de l'enroulement
rotorique de la machine synchrone30
1.2.3. Expression du couple électromagnétique35
1.3. Structure typique d'alimentation d'une machine synchrone36
1.4. Réglage par régulateurs PI du courant d'une machine synchrone
dans un système de coordonnées triphasé fixe lié au stator39
1.4.1. Synthèse des paramètres des régulateurs PI
dans un système de coordonnées triphasé fixe lié au stator42
1.4.2. Structure de contrôle par régulateurs PI
dans un système de coordonnées triphasé fixe lié au stator45
1.5. Réglage par des régulateurs PI du courant
d'une machine synchrone dans un système
de coordonnées tournant (d, q)47
1.5.1. Synthèse des paramètres des régulateurs PI
dans le plan (d, q)47
1.5.2. Structure de contrôle par régulateurs PI
dans le plan (d, q)51
1.6. Conclusion52
1.7. Bibliographie53
Chapitre 2. Réglage prédictif du courant
d'une machine synchrone
55
Mohamed Wissem Naouar, Eric Monmasson,
Ilhem Slama-Belkhodja et Ahmad Ammar Naassani
2.1. Introduction55
2.2. Stratégies de contrôle prédictif à fréquence
de commutation minimale56
2.3. Stratégies de contrôle prédictif à fréquence
de commutation limitée57
2.4. Stratégies de contrôle prédictif à fréquence
de commutation limitée du courant d'une machine synchrone58
2.4.1. Contrôle prédictif à fréquence de commutation
variable et limitée du courant d'une machine synchrone58
2.4.2. Contrôle prédictif à fréquence de commutation fixe
du courant d'une machine synchrone65
2.5. Conclusion69
2.6. Bibliographie70
Chapitre 3. Réglage par mode de glissement du courant
d'une machine synchrone
71
Ahmad Ammar Naassani, Mohamed Wissem Naouar,
Eric Monmasson et Ilhem Slama-Belkhodja
3.1. Introduction71
3.2. Contrôle par mode de glissement du courant d'une machine
à courant continu72
3.2.1. Commande directe par mode de glissement du courant
d'une machine à courant continu76
3.2.2. Commande indirecte par mode de glissement du courant
d'une machine à courant continu79
3.2.2.1. La méthode du contrôle équivalent79
3.2.2.2. La méthode du contrôle attractif79
3.2.2.3. La méthode du contrôle indirecte par mode
de glissement82
3.3. Contrôle par mode de glissement du courant
d'une machine synchrone87
3.3.1. Commande directe par mode de glissement
du vecteur courant statorique d'une machine synchrone90
3.3.1.1. Cas où Cd=0 et Cq=093
3.3.1.2. Cas où Cd=1 et Cq=093
3.3.1.3. Cas où Cd=0 et Cq=194
3.3.1.4. Cas où Cd=1 et Cq=194
3.3.2. Commande indirecte par mode de glissement
du vecteur courant statorique d'une machine synchrone100
3.4. Conclusion106
3.5. Bibliographie107
Chapitre 4. Régulateurs hybrides de courant à fréquence fixe
de commutation
109
Serge Pierfederici, Farid Meibody-Tabar
et Jean-Philippe Martin
4.1. Introduction109
4.2. Présentation des principaux régulateurs de courant
à sortie discrète112
4.2.1. Introduction112
4.2.2. Régulateur à hystérésis112
4.2.3. Régulateur à hystérésis fonctionnant à fréquence fixe113
4.2.4. Régulateur à top d'amorçage117
4.2.4.1. Principe117
4.2.4.2. Calcul du courant moyen en régime permanent118
4.2.5. Régulateur à top de blocage121
4.2.5.1. Principe121
4.2.5.2. Calcul du courant moyen en régime permanent122
4.2.6. Régulateur à top d'amorçage ou de blocage124
4.2.6.1. Principe124
4.2.7. Principe du régulateur hybride à hystérésis modulé126
4.2.7.1. Principe126
4.3. Outils d'analyse des cycles limites130
4.3.1. Généralités sur les systèmes dynamiques,
notion de bifurcation130
4.3.1.1. Définitions130
4.3.2. Notion de bifurcation d'un système dynamique133
4.3.3. Section de Poincaré et diagramme de bifurcation134
4.3.4. Application au génie électrique135
4.3.4.1. Fonctionnement en mode DC des régulateurs
de courant135
4.3.5. Analyse des cycles limites engendrés par les régulateurs
non linéaires de courant139
4.3.5.1. Application mode DC139
4.4. Conclusion153
4.5. Bibliographie153
Chapitre 5. Stratégie de commande de courant par régulateur
auto-oscillant (MRC)
157
Jean-Claude Le Claire
5.1. Introduction157
5.2. Principe de fonctionnement du modulateur régulateur
de courant (MRC)158
5.2.1. Boucle locale à double fonctionnalité158
5.2.2. Boucle locale de contrôle de la fréquence de commutation
des interrupteurs159
5.2.3. Boucle locale d'asservissement du courant
basse fréquence163
5.2.4. Stabilité du modulateur167
5.3. Améliorations du modulateur régulateur de courant (MRC)168
5.3.1. Réduction de l'erreur statique168
5.3.2. Réglage de la fréquence de commutation170
5.3.3. Variantes du premier modulateur171
5.4. Caractéristiques du modulateur régulateur de courant (MRC)172
5.4.1. Fréquence de commutation172
5.4.2. Linéarité174
5.4.3. Distorsion harmonique175
5.5. Portée du principe du modulateur régulateur de courant175
5.5.1. Modulateur régulateur de tension (MRT)175
5.5.5.1. Application du principe du MRC au MRT
avec charge résistive175
5.5.5.2. Application du principe du MRC au MRT
avec charge inductive179
5.5.5.3. Expérimentation du MRT avec charge résistive180
5.5.2. Modulateur régulateur de courant en triphasé181
5.5.3. Modulateur régulateur de tension en triphasé182
5.5.4. Emulation de charges actives de forte puissance184
5.5.5. Convertisseur analogique numérique pour carte
de mesure184
5.6. Conclusion185
5.7. Bibliographie185
Chapitre 6. Stratégies de contrôle de courant et tension
par correcteur résonnant : exemples d'applications
à fréquence fixe
189
Joseph Pierquin, Arnaud Davigny et Benoît Robyns
6.1. Introduction189
6.2. Contrôle de courants par correcteurs résonnants191
6.2.1. Réglage par l'optimum symétrique de Kessler191
6.2.1.1. Synthèse191
6.2.1.2. Performances193
6.2.2. Application à l'asservissement de puissance :
cas d'un générateur éolien197
6.2.2.1. Système étudié197
6.2.2.2. Modélisation dynamique de l'ensemble
onduleur-transformateur197
6.2.2.3. Stratégie de contrôle199
6.2.2.4. Résultats200
6.3. Stratégie de commande en tension203
6.3.1. Introduction203
6.3.2. Principe du réglage des puissances205
6.3.3. Régulation des tensions aux bornes des condensateurs208
6.3.4. Détermination des tensions de référence212
6.3.5. Régulation de la puissance213
6.3.6. Régulation de la tension216
6.3.7. Simulations216
6.3.7.1. Sur réseau de puissance infinie et en réseau séparé
sur charge équilibrée217
6.3.7.2. En réseau séparé sur charge déséquilibrée 200 kW220
6.4. Conclusion222
6.5. Annexe : paramètres du transformateur223
6.6. Bibliographie223
Chapitre 7. Stratégies de commande en courant
pour convertisseur multicellulaire
227
Guillaume Gateau et Thierry Meynard
7.1. Introduction227
7.2. Structure de conversion multiniveau229
7.2.1. Présentation des principales structures
de conversion multiniveau229
7.2.1.1. Association de convertisseurs
(exemple : ponts en H)229
7.2.1.2. Association de sources en entrée : NPC230
7.2.1.3. Association de sources flottantes :
le multicellulaire ou cellules imbriquées231
7.2.2. Avantages et inconvénients
de la structure multicellulaire233
7.2.3. Evolution des structures multicellulaires
de forte puissance : le SMC234
7.3. Modélisation et analyse des degrés de liberté
en vue de la commande236
7.3.1. Modélisation instantanée236
7.3.2. Modélisation aux valeurs moyennes237
7.4. Analyse des degrés de liberté en vue de la commande238
7.4.1. Modulation MLI boucle ouverte238
7.4.2. Degrés de liberté de la structure238
7.4.3. Objectifs des lois de commande240
7.5. Classification des stratégies de commande240
7.6. Stratégie de commande indirecte pour bras monophasé241
7.6.1. Principe de commande par découplage241
7.6.2. Linéarisation et commande non interactive243
7.6.3. Découplage par linéarisation exacte entrées/sorties246
7.6.4. Pilotage par utilisation des déphasages entre les signaux
de commande249
7.7. Stratégie de commande directe pour bras monophasé253
7.7.1. Contrôle par modes glissants253
7.7.2. Contrôle en mode courant257
7.8. Stratégie de commande, approche triphasée261
7.8.1. Particularités des systèmes triphasés-onduleur
deux niveaux261
7.8.2. Particularités des systèmes triphasés-onduleur
N niveaux263
7.8.3. Analyse des degrés de liberté apportés par l'utilisation
des onduleurs multiniveaux266
7.8.3.1. Nombre de vecteur disponibles (type I)266
7.8.3.2. Redondance des séquences de phases (type II)267
7.8.3.3. Redondance par phase (type III)267
7.8.4. Exemple d'utilisation de ces degrés de liberté apportés
par l'utilisation des onduleurs multiniveaux268
7.9. Particularité des convertisseurs multicellulaires :
nécessité d'un observateur270
7.10. Conclusions et perspectives272
7.11. Bibliographie274
Index
277
Sommaire du volume 1
279