Commande Vectorielle D'une MAS via FPGA

Implantation D’une Commande Vectorielle D’une
MAS Via Une Carte FPGA
PROJET D’EXPERTISE 2018/2019
Réalisé par :
❖ARBAOUI MOHAMED
❖EL HASSARI AHMED YASSIR
Encadré par :
M. LAGRIOUI Ahmed

1
Table des matières
LISTE DES FIGURES : ................................................................................................................................................... 3
Notations et symboles : ..................................................................................................................................................... 4
Chapitre 1 : ...................................................................................................................................................................... 5
II.1. Introduction ........................................................................................................................................................... 6
Principe de la commande vectorielle : .......................................................................................................................... 6
Objectif et principe de la commande vectorielle a flux orienté : .................................................................................. 7
II.4 Les critères pour lesquelles on passe de machine asynchrone à machine à courant continu : ............................... 9
II.5 Expression du couple électromagnétique : ........................................................................................................... 10
II.6 Les estimateurs pour la commande : .................................................................................................................... 10
II.7 le contrôle du flux et du couple : .......................................................................................................................... 11
II.8 le contrôle de la vitesse : ...................................................................................................................................... 12
Conclusion : ................................................................................................................................. Erreur ! Signet non défini.
Chapitre 3 : ................................................................................................................................................................... 14
Simulation Sous Matlab /Simulink ............................................................................................................................. 14
Introduction : ............................................................................................................................................................... 15
1. Structure des principaux blocks de simulation : ................................................................................................. 15
2 .Les résultats de simulations : ............................................................................................................................. 18
Chapitre 3 : .................................................................................................................................................................... 20
Simulation de la commande DTC sous Matlab/Simulink. .............................................................................................. 20
1.2 Commande Directe de Couple ............................................................................................................................ 21
1.2.1 Avantages de la Commande DTC ........................................................................................................................... 21
Schéma globale sous Matlab/Simulink : ......................................................................................................................... 22
Les résultats de la simulation : ........................................................................................................................................ 22
CHAPITRE 4 : ................................................................................................................................................................ 24
Introduction à LabVIEW et Multisim .............................................................................................................................. 24
1. Qu’est-ce que LabVIEW ? ................................................................................................................................. 25
2. Qu’est-ce que MULTISIM ? .............................................................................................................................. 26
3. La Co-simulation Labview Multisim : ................................................................................................................. 27
CHAPITRE : ...................................................................................................................................................................... 30
COMMANDE DTC D’un MOTEUR ASYNCHRONE via LABVIEW (carte FPGA sbrio-9607) ............................................. 30
I. Principe de la commande : ................................................................................................................................ 31
II. Le modèle « TEMPS-REEL » sur LabVIEW : ............................................................................................. 31
a) Modèle générale : ........................................................................................................................................... 31
b) Conditionneur de signale : ............................................................................................................................. 32
c) Transformée de PARK ..................................................................................................................................... 32
d) Hystérésis : ...................................................................................................................................................... 32

2
e) Estimateur du couple : .................................................................................................................................... 33
f) Calculateur de Secteur.................................................................................................................................... 33
g) Estimateur de flux .......................................................................................................................................... 34
h) Table de commutation ................................................................................................................................... 34
III. INTERLOCK Delay Time : .................................................................................................................................. 35

3
LISTE DES FIGURES :
Figure 1 ........................................................................................................................................................................... 15
Figure 2:le modèle de l'onduleur .................................................................................................................................... 15
Figure 3:SPVWM ............................................................................................................................................................. 16
Figure 4:block commande ............................................................................................................................................... 16
Figure 5 : Modèle MAS .................................................................................................................................................... 17
Figure 6: Modèle globale ................................................................................................................................................ 17
Figure 7: la vitesse de rotation ........................................................................................................................................ 18
Figure 8: le courant Id ..................................................................................................................................................... 18
Figure 9: le courant Iq ..................................................................................................................................................... 19
Figure 10: exemple d'interface LabVIEW ........................................................................................................................ 25
Figure 11 : exemple face-avent et diagramme ............................................................................................................... 26
Figure 12: utilisation de Multisim ................................................................................................................................... 27
Figure 13:circuit analogique sur Multisim ...................................................................................................................... 27
Figure 14:placement des ports (terminaux) ................................................................................................................... 28
Figure 15: programme de commande du circuit analogique ......................................................................................... 28
Figure 16: curseur de commande et graphe de visualisation du circuit analogique ...................................................... 28
Figure 17: simulation sortie en fonction de l'entrée ...................................................................................................... 29
Figure 18: principe de la commande DTC ....................................................................................................................... 31
Figure 19:schéma explicatif de la commande DTC ......................................................................................................... 31
Figure 20: Programme DTC LabVIEW sur FPGA .............................................................................................................. 31
Figure 21: programme du conditionneur de signal ........................................................................................................ 32
Figure 22: programme transformée PARK des courants ................................................................................................ 32
Figure 23: programme d'hystérésis simple ..................................................................................................................... 33
Figure 24: programme hystérésis double ....................................................................................................................... 33
Figure 25: programme de calcule du couple .................................................................................................................. 33
Figure 26: Programme pour le calcul du secteur ............................................................................................................ 34
Figure 27: programme d'estimateur de flux (avec filtre passe bas) ............................................................................... 34
Figure 28: boucle de verrouillage (Interlock protection) ................................................................................................ 36
Figure 29: Programme de verrouillage IP ....................................................................................................................... 36

4
Notations et symboles :
fcém : force contre électromotrice
FOC : Commande Vectorielle à Flux Orienté
IRFOC : Commande Vectorielle Indirecte à Flux Rotorique Orienté MAS : Machine
Asynchrone
MCC : Machine a Courant Continue
PI : régulateur proportionnel intégrale
[Lss]: matrice des inductances propres et mutuelles entre phases statoriques
[Lrr]: matrice des inductances propres et mutuelles entre phases rotoriques
[Lmsr]: matrice des inductances mutuelles entre phases statoriques et rotoriques
lms : inductance mutuelle entre enroulements statoriques
lmr : inductance mutuelle entre enroulements rotoriques
lm: maximum de l'inductance mutuelle entre phase statorique et rotorique Ls: Inductance
cyclique statorique
Lr: Inductance cyclique rotorique.
Lm : Inductance mutuelle cyclique entre stator et rotor ωS, ω:
pulsations statorique, rotorique
Ω : la vitesse mécanique ( Ω =p ω )
θs, θr : angles électriques statorique, rotorique .
dq : axes correspondants au référentiel lié au champ tournant .
xd, xq : composantes des vecteurs dans le repère dq .
αβ : axes correspondant au référentiel lié au stator.
xref : valeur et grandeur de référence.
ψ : flux total
v : tension.
i : courant.
Rs, Rr : résistances d’enroulements statorique et rotorique par phase .
Ce : couple électromagnétique.
f : coefficient de frottement visqueux.
J : moment d’inertie.
p : nombre de paires de pôles Kp, Ki :
gains des régulateurs PI .
S :opérateur de laplace .
t : temps.
Tr: constate de temps rotorique.
Ts: constate de temps statorique.
σ : coefficient de dispersion de Blondel