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Contribution à l’optimisation de la commande d’une machine asynchrone à double alimentation utilisée en mode moteur

Bonnet, François (2008) Contribution à l’optimisation de la commande d’une machine asynchrone à double alimentation utilisée en mode moteur. (Control optimization of a doubly fed induction machine used in motor working.)

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Prix Escande 2008 (more)

Abstract

La Machine Asynchrone à Double Alimentation (MADA) n’est pas exclusivement utilisée dans la conversion d’énergie éolienne. Elle présente de nombreux avantages quand elle est utilisée en mode moteur et alimentée dans une configuration particulière telle que deux onduleurs de tensions sont connectés aux enroulements statoriques et rotoriques. Tout d’abord, l’étude présentée dans ce manuscrit justifie les avantages apportés par cette structure. D’une part, la tolérance en cas de panne onduleur ainsi que la diminution des pertes dans les onduleurs (en comparaison avec une machine asynchrone à cage alimentée par un seul onduleur) rendent cette structure attractive. D’autre part, la possibilité de doubler la puissance du moteur (le couple est maintenu à sa valeur nominale sur une plage de vitesse égale à deux fois la vitesse nominale) et de répartir la puissance entre le stator et le rotor sont deux avantages significatifs. De plus, les degrés de liberté présents dans ce système sont étudiés, et un réglage optimisant le dimensionnement des onduleurs est déterminé. Ensuite, la modélisation de cette MADA utilise les flux statoriques et rotoriques comme variables d’état. Par conséquence, le modèle ainsi défini est compact, s’interprète et s’exploite facilement. Enfin, un contrôle basé sur l’association de deux stratégies de commandes directes de couple à fréquence de découpage variable ou fixe est développé. Les résultats expérimentaux utilisant une machine de 4 kW sont comparés aux résultats de simulation. Ainsi, la modélisation, les stratégies de commandes et la simulation peuvent être validées. ABSTRACT : Doubly Fed Induction Machine (DFIM) is not only used in wind power energy conversion. Indeed, this study is focused on a DFIM operated in motor mode with stator and rotor windings supplied by two Voltage Source Inverters (VSI). This configuration provides some interesting degrees of freedom and its optimal values are determined in order to minimize the size of VSI. Moreover, this system is fault tolerant in case of VSI failure, and total VSI losses are lower than the same squirrel cage induction machine supplied by only one VSI. Furthermore, control strategies allow power dispatching between stator and rotor, and DFIM mechanical power can be doubled. A flux model of the machine is used, and direct torque control strategies (DTC and DTC-SVM) can be applied. Experimental and simulation results of 4kW DFIM are compared and consequently the speed drive behaviour is validated.

Department:Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie - LAPLACE (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Pietrzak-David, Maria
Uncontrolled Keywords:Machine Asynchrone à Double Alimentation - Fonctionnement moteur - Commande Directe de Couple - Modulation vectorielle - Répartition des puissances - Degrés de liberté - Optimisation - Modélisation flux. KEYWORD : Doubly Fed Induction Machine - Motor working - Direct Torque Control - Space Vector Modulation - Power distribution - Degrees of freedom - Optimization - Flux model
Subjects:Electrical engineering
Deposited On:23 April 2012

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