Commande d'une génératrice synchrone à aimants permanents double étoile.

Abstract

Le travail présenté dans ce mémoire est consacré à la modélisation et simulation en vue de la commande d'une génératrice synchrone à aimants permanents double étoile. Le premier chapitre est dédié à la présentation des machines polyphasées et ce qu'elles peuvent apporter de plus que les machines triphasées. Dans ce chapitre, quelques généralités sont introduites qui nous a permis d’enrichir nos connaissances sur l’origine et l’intérêt de l’utilisation des machines polyphasées dans le domaine de grande puissance. Dans un premier temps, une étude sur les différents travaux entrepris sur les deux types de machines polyphasées, à savoir les machines à nombre de phase paire et à nombre de phase impaire où le nombre de phase est de préférence impaire assurant un seul couplage magnétique entre les enroulements statoriques. D’autre part, nous avons présenté les avantages de ce type de machine qui rassemble les avantages des machines synchrones à aimants permanents et ceux des machines polyphasées dont l’avantage majeur est la segmentation de la puissance, mais elle présente aussi quelques inconvénients comme la complexité de la commande.Dans le deuxième chapitre, nous nous sommes intéressés à la modélisation de la GSAPDE dans la base naturelle, de Concordia puis dans le repère de Park en utilisant trois approches. Ces derniers nous ont permis de considérer la machine double étoile comme deux machines triphasées, comme une machine hexa phasée, ou encore comme trois machines biphasées. La première approche ne peut pas s'étendre au cas de fonctionnement en mode dégradé dû à l'ouverture d'une ou deux phases vu qu'elle dépend de la répartition des phases en deux étoiles. La troisième transformation assure un découplage parfait du modèle. Sur ce fait, nous avons remarqué que malgré les trois approches soient différentes à la base, on finit par avoir le même modèle découplé simplifiant les algorithmes de commande. Les propriétés des matrices inductances de la machine sont exploitées pour simplifier sa modélisation qui s’avère compliquée dans la base naturelleNous avons consacré le troisième chapitre à l’étude des stratégies de commande de la GSAPDE connecté à un redresseur MLI. Trois stratégies de contrôle ont été présentés ; elles concernent l’utilisation du contrôle du courant par hystérésis, le contrôle direct de puissance DPC et le contrôle direct du couple DTC basés sur le contrôleur PI. La première technique a comme objectifs de contrôler directement le courant en utilisant des comparateurs à hystérésis, cette commande est simple à implémenter mais la fréquence de commutation des interrupteurs est irrégulière et incontrôlable. La deuxième commande a deux objectifs indissociables, le premier est le contrôle de la puissance active et réactive, le second est la régulation de la tension du bus continu à l’aide régulateur PI. Après l’analyse des résultats de simulation de ses trois stratégies de commande compris le taux de distorsion harmonique résultant de chaque méthode, on a constaté que la technique DPC améliore les performances du système toute en affectant les performances de la réponse du système sur la tension du bus continu améliorant ainsi le rendement de la machine.