Commande d'un aérogenerateur basé sue une machine asynchrone double étoile

Abstract

Dans ce mémoire, on a présenté la modélisation, l'alimentation et la commande d'une Machine asynchrone double étoile (MASDE). Ces travaux ont permis dévaluer les performances d'un système de conversion d'énergie éolienne à base de cette machine (MASDE). Ce mémoire est présenté sur trois chapitres, ou on a successivement travaillé sur les points suivants : Dans le premier chapitre, on a donné une brève description des systèmes éoliens et les différents paramètres relatifs à leurs fonctionnements. Cela a permis également de comprendre le principe de la conversion de l'énergie éolienne ainsi que les différentes possibilités de réglage et maximisation de puissance. Puis on s'est intéressé aux éoliennes à vitesse variable car leur fonctionnement permet d'extraire le maximum de la puissance aérodynamique. Après la présentation des différentes zones de fonctionnement, on a détaillé la zone particulière où la maximisation de l'énergie extraite du vent est effectuée. Ensuite on a présenté quelque machines utilisées dans la chaîne de conversion d'énergie éolienne. Dans notre travail, on a opté pour le choix de la génératrice asynchrone double étoiles, car elle offre principalement : la segmentation de puissance, la minimisation des ondulations du couple et des pertes rotoriques, et une grande fiabilité. En effet, la MASDE est devenue une solution concurrente à la génératrice ordinaire à cage. Le seconde chapitre est consacrée à la modélisation des différentes parties de la machine asynchrone double étoile, associée à des convertisseurs de tension à commande MLI, en tenant compte des hypothèses simplificatrices et en adoptant un modèle mathématique qui définit les différentes équations décrivant le fonctionnement de la machine. L'utilisation de la transformation de Park a simplifié le modèle de la MASDE. Ensuite la modalisation du convertisseur statique (onduleur de tension) a été faite, les résultats de simulation traduit un bon fonctionnement de la machine, mais avec la présence d'harmonique. Le troisième chapitre est devisé en deux parties essentielles. Dans la première partie on a commencé notre étude par la modalisation d'une chaine de conversion éolienne. On a commencé par étudier la partie mécanique qui contient la turbine, le multiplicateur et l'arbre. Ensuite on a établi les modèles de ces derniers. Puis on a présenté un dispositif de commande de l'ensemble afin d'extraire le maximum de puissance de l'énergie du vent disponible. Une commande de la turbine en MPPT a été effectuée. Les résultats de simulation de ce modèle sous Matlab/Simulink ont été présentés et discutés. La seconde partie de ce chapitre a été consacrée au contrôle d'un machine asynchrone double étoile par la commande directe du couple. Les principes de cette stratégie ont été présentés d'une manière détaillée, avec explication du principe de réglage du flux et du couple électromagnétique. Les résultats de simulation obtenus, montrent que le contrôle direct du couple est considéré comme l'une des commandes robustes de la MASDE, où elle offre une meilleure dynamique et une bonne précision. Cette commande est sans aucun doute une solution très prometteuse aux problèmes de robustesse et de dynamique.