Modélisation Analytique et numérique et controle d'un moteur à reluctance variable de type 6/4
No Thumbnail Available
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université Oum-El-Bouaghi
Abstract
L’objectif de ce travail porte essentiellement sur la modélisation et la commande d’un moteur
à réluctance variable type 6/4. Pour le dimensionnement et la conception d’une structure d’un
MRV type 6/4, une approche numérique-analytique (FEM-EMC) est adoptée. On a élaboré un
modèle analytique basé sur les schémas équivalents et le calcul des inductances, qui permet
d’obtenir un prédimensionnement en tenant compte d’un cahier de charge. Pour illustrer la
variation du champ magnétique dans les différentes parties du moteur, on a recours à
l’utilisation d’un modèle numérique basé sur la méthode des éléments finis permettant la
résolution des équations différentielles régissant le fonctionnement du MRV. Afin d’améliorer
les performances statiques et dynamiques du prototype ainsi dimensionner, on lui applique
certaines stratégies de commande : commande vectorielle « FOC », commande directe du
couple « DTC » et la commande directe du couple modifiée « DTC modifiée ».
Les résultats obtenus montrent une supériorité de la commande DTC modifiée par rapport aux
autres commandes particulièrement dans la réduction des ondulations et du temps de réponse.
A la fin, pour mieux améliorer et optimiser les caractéristiques du MRV particulièrement le
couple (en termes d’ondulations) et la vitesse, on a suggéré d’utiliser une nouvelle technique
de commande proche de la réalité et qui propose de remplacer le régulateur PI utilisé dans la
commande DTC par un régulateur d’ordre fractionnaire basée sur la fonction de transfert
idéale de Bode.
Les résultats de simulation de la DTC avec régulateur d’ordre fractionnaire (DTCF) montrent
des performances largement satisfaisantes que celles obtenues par la commande DTC avec PI
classique (DTCPI).
یتركز العمل في ھده الأطروحة علي تحسین أداء و كفاءة محرك دو ممانعة متغیرة نوع 6
الطور دو مستویین، من خلال تحسین خصائصھ الكھرومغناطیسیة و إعطاء لعزمھ دینامیكیة سریعة من دون الحاجة الى
اي لاقط میكانیكي على الجزء الدوار.
الدراسة تحتوى أساسا على :
** طریقة تحلیلیة تسمح بحساب الأبعاد الھندسیة لماكینة ذات ممانعة متغیرة انطلاقا من دفتر شروط، وھي ترتكز على
إستراتیجیة الدوائر المغناطیسیة المكافئة.
** طریقة رقمیة تعتمد على منھج العناصر المنتھیة بواسطتھا ننشأ نموذج للمحرك في الحالة المشبعة ( صیاغة المشكلة
.FEMM الكھرومغناطیسیة في مستوى ثنائي البعد ) كما نسھل و نفعل أسلوب المحاكاة . البرنامج المعالج ھو
** عمومیات حول الماكینات ذ وات الممانعة المتغیرة و تاریخھا و كذا الأبحاث الساعیة لتطویر أداءھا و أخیرا المفاھیم
الأساسیة لھا .
** تطبیق استراتیجیة التحكم الشعاعي لتدفق التي تسمح لنا الحصول على خصائص مطابقة لخصائص محرك ذو تیار
مستمر یتوافق بشكل كبیر مع المتطلبات الصناعیة . لكن بنیة ھدا التحكم تبقي حساسة لتغیر معاملات الآلة و تستوجب
وضع لاقط میكانیكي لسرعة .
** تطبیق استراتیجیة التحكم المباشر في تدفق الجزء الساكن و في العزم الكھرو مغناطسیین ، في ھدا التحكم عن طریق
اختیار من جدول استبدال لأشعة المموج نستطیع التحكم مباشرة وانفرادیا في التدفق و العزم الكھرومغناطیسي مما یعطى
للمحرك صلابة ضد تغیر معاملاتھ و عزم دو دینامیكیة سریعة من دون الحاجة الى اي لاقط میكانیكي . سلبیة ھدا
التحكم تكمن فى صعوبة السیطرة على تواتر الاستبدال .
** لأجل تحسین مواصفات التحكم السابق أزحنا قطاعھ الأول وجدولھ الحقیقي ب 30 ، النتائج المحصل علیھ من خلال
المحاكاة بینت نقص واضح في معدل تموج التدفق و العزم الكھر ومغناطسیین .
** تطبیق إستراتیجیة جدیدة لتحكم تعتمد على استبدال المعدل التكاملي الكلاسیكي في التحكم المباشر للعزم الكھرو
مغناطسي بمعدل تكاملي دو درجة جزئیة مع استعمال حلقة بوبد او دالة بود . نتائج المحاكاة بالسیمیلینك بینت تحسن
واضح في خصائص المحرك الكھرومغناطیسیة.
The aim of this work is to present a switched reluctance motor 6/4 motor modelling and
control. A numerical-analytical (FEM-EMC) approach is applied for modelling and designing
the switched reluctance machine type 6/4. The basic dimensions to build the machine are
given and the 2D electromagnetic characteristics are accurately predicted. It was found that
the flux density waveforms generated by the motor were completely non-sinusoidal and its
maximum value varies periodically for aligned and unaligned position for the rotor.
To improve the static and dynamic performance of this machine, several techniques are
applied for the control. The control of 6/4 SRM is analyzed by the Direct Torque Control
techniques. The torque is controlled directly through the control of magnitude of the linkage
flux and the change in speed of the stator flux vector. It is seen that the dynamic
performances of SRM6/4 are better with modified DTC compared to those found with FOC
and classical DTC. The torque and current responses present lower ripple and lower time
responses with modified DTC.
Finally, a new model is presented on DTC of SRM based on the use of a fractional order
controller PIλDμ. The latter use an elementary fractional order integrator as a reference
model of the open-loop control system. The simulations results show that the fractional
robustness and the efficiency of the fractional order DTC design are better compared to
DTC with classic PI controller.
Description
Keywords
Éléments finis, Commande vectorielle, Commande directe, Commande d’ordre fractionnaire