UNIVERSITE ABDELMALEK ESSAADIFACULTE DES SCIENCESDEPARTEMENT DE PHYSIQUEMASTER MECATRONIQUEOPTIMISATION DE LA COMMANDE DUN MOTEUR SYNCHRONEPrsent par: Karim ZeggafEncadr par:Mr . J. Diouri Anne acadmique: 2009/2010

PLANIntroductionModlisation de la Machine synchrone Commande des courants dans le repre de ParkCommande classique couple et excitation maximumUtilisation de la MS dans la traction lectrique et hybrideConclusion

INTRODUCTIONlintroduction de la traction lectrique dans les transports saccompagne dune recherche doptimisation des organes que ce soit en lectrique afin daugmenter lautonomie ou en hybride afin de baisser les consommations et les missions de polluants des vhicules.

Modlisation de la machine synchrone

Types de modlisationla modlisation de Park.La modlisation par rseaux de permances.La modlisation par lments finies.

Modlisation de ParkHypothses : Linduction dans lentrefer est sinusodale;Le circuit magntique nest pas satur;Les pertes fer ne sont pas prises en compte;

Modle du moteur et transformation de Park

Repre de ParkNotations utiliss dans le repre de Park:

Diagramme vectoriel dun moteur synchrone dans le repre de Park

Les quations lectriques dans le repre de Park:

Equations des tensionsEquations des flux

Equation du couple lectromagntique:

Equation mcanique:

Schma quivalent de la machine synchrone

Schma quivalent de la machine synchrone

Commande des courants dans le repre de Park

Comme le montrent les expressions ,le couple lectromagntique est fonction de trois courants Id, Iq et If quelle que soit la vitesse de rotation. Pour contrler le couple on commence donc par rguler ces courants.

Schma de la commande des courants du moteur synchrone

Commande classique couple et excitation maximum

Pour la commande dite couple maximum, elle consiste maintenir la fem en phase avec le courant au stator ce qui implique une condition sur la composante Id, en loccurrence Id=0.Pour la commande de lexcitation ,la manire la plus simple consiste maintenir une excitation constante jusqu la pleine tension.

Si une monte en vitesse est prvue, comme cest gnralement le cas de la traction automobile, une dcroissance de lexcitation est calcule de faon pouvoir augmenter la vitesse tension maximum constante .Soi schmatiquement :

Allure de lexcitation en fonction de la vitesse de rotation et la tension au stator de la machine

avantageLa plus grande avantage de cette mthode de commande est sa simplicit. Elle est facile mettre en uvre et demande peu de ressources de calcul en ligne .

Utilisation de la MS dans la traction lectrique et hybride

La traction lectrique

Il existe plusieurs types de motorisation lectrique. A lheure actuelle les MCC, et plus particulirement excitation spare,occupent une grande place sur le march. Ce types de machine est facile commander. Hlas, lusure introduite par les balais, ses faibles rendements et puissance massique, ainsi que sa vitesse limite, ont conduit les diffrents industrielles se diriger vers les machines alternatives triphases.

Quatre principaux types de machine utiliss :

Machine asynchrone.Machine reluctance variable.Machine synchrone aimants permanents.Machine synchrone rotor bobin.

Vhicules lectriques Dfinition

Une voiture lectrique est une automobile mue par la force lectromotrice de moteurs lectriques, alimente par une batterie d'accumulateurs.Le vhicule lectrique se destine tout naturellement un usage urbain ou les diffrents trajets des utilisateurs seront peu levs en kilomtrage.

Exemple de ralisation

Le vhicule lectrique Ion (Peugeot)

Vhicules hybrides Dfinition Une automobile hybride est un vhicule faisant appel plusieurs sources d'nergie distinctes pour se mouvoir.On parle gnralement de moteur hybride dans le cas de l'association d'un moteur thermique et d'un moteur lectrique.

Types des vhicules hybrides

Vhicule hybride srie

Dans ce cas la propulsion est intgralement assure par un ou plusieurs moteurs lectriques. Lalternateur entrain par le moteur thermique essence ou disel permet de recharger les batteries.

Schma du vhicule hybride srie

Vhicule hybride parallle

Dans la structure parallle, un moteur thermique est coupl un moteur lectrique constituant ainsi un double propulsion thermique et lectrique.les moteurs peuvent fonctionner de manire simultane ou alternativement.

Schma du vhicule hybride parallle

CONCLUSION

Lutilisation dun moteur synchrone dans la traction lectrique autorise une souplesse considrable tant au niveau de lextension de lespace couple/vitesse grce lexcitation variable que sur le plan de loptimisation de lnergie.La mthode la plus simple dite couple et excitation maximum, permet une commande conomique en temps de calcul. Mais, cette mthode engendre des surconsommation dnergie des vhicules lectriques et hybrides