412836529-Tp3-Simulation-d-Un-Hacheur-Et-d-Un-Mcc-Avec-Regulation-de-Vitesse
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TP Modélisation Simulation et Cde des Convert. Electromécaniques Avril 2017 TP3 Simulation d’un hacheur et régulation de vitesse d’un MCC_v02 Objectif du TP : Simulation d’un hacheur Simulation d’un hacheur associé à un moteur à courant continu parallèle Régulation de vitesse d’un MCC parallèle I. simulation du hacheur débitant sur une charge RL : Le hacheur est convertisseur DC/DC utilisé pour varier la tension moyenne de sortie. Il est associé au moteur à courant contenu pour la commande. La commande MLI est la plus utilisée pour commander le hacheur en tension. L’un des critères principal lors de l’utilisation des hacheurs pour la commande du moteur à courant continu, c’est le choix de la période T de fonctionnement, qui devrait permettre un fonctionnement sans que le courant s’annule dans l’enroulement du moteur. La figure fig.1 représente un hacheur à un quadrant débitant sur une charge RL. Pour les montages hacheurs, on retrouve des montages à deux et à quatre quadrants aussi. Fig.1 Modèle de simulation d’un hacheur à un quadrant débitant sur une charge RL Monter dans simulink ce schéma bloc et simuler pour chacune des deux charges RL : a. La puissance réactive de la charge RL est : Q=100var b. La puissance réactive de la charge RL est : Q= 1000var. Visualiser pour chacune des valeurs de Q : Les impulsions de commande du hacheur La tension aux bornes de la charge RL L’évolution du courant dans la charge Constater l’état de la conduction d’abord discontinue puis continue du hacheur. Refaire les mêmes simulations pour les deux mêmes valeurs de Q en cherchant la période des impulsions qui vont permettre d’obtenir, à chaque fois, une conduction continue. Kifouche Rezki 2017 1 TP Modélisation Simulation et Cde des Convert. Electromécaniques Avril 2017 II. Simulation d’un hacheur alimentant un MCC : Le rôle du hacheur est de délivrer une tension variable. On commence par simuler le générateur d’impulsion pour la commande du hacheur. Puis on associe ce générateur au hacheur déjà simulé à la partie I en remplaçant la charge RL par le moteur à courant continu récupéré de la bibliothèque SimPowerSyst. II.1 On monte le schéma bloc, représenté par la figure fig.2, sous Simulink Fig.2 Générateur des impulsions de commande MLI Simuler pour deux valeurs de la constante : a. Constante = 4 b. Constante = 8 Visualiser l’évolution de : Du signal dent de scie La valeur de la constante Les impulsions de sortie Constater la variation des largeurs des impulsions. II.2 On associe le générateur des impulsions au hacheur et au moteur et on simule l’ensemble. Voir figure fig.3. Le hacheur est commandé par la technique MLI, qui permet de changer la tension d’alimentation du moteur, puis obtenir la variation de la vitesse du moteur. Kifouche Rezki 2017 2 TP Modélisation Simulation et Cde des Convert. Electromécaniques Avril 2017 Fig.3 Modèle de simulation d’un hacheur à un quadrant alimentant un MCC (SimPowerSystems) Simuler le système pour deux valeurs de la référence, représentée par une constante, à l’entrée du générateur d’impulsions : a. De 0 à 5s ref = 4 b. De 5 à 10s ref = 8 Visualiser l’évolution de : Du signal dent de scie et de la référence Les impulsions de gâchette La tension aux bornes de l’induit du moteur Le courant dans les enroulements du moteur La vitesse de rotation du moteur III. Simulation de la variation de vitesse avec et sans régulation (BO et BF): Reprendre la modèle du MCC, et simuler la variation de la vitesse en fonction de la variation de la tension et du couple charge, sans régulation (Fig.4) puis avec régulation avec un régulateur proportionnel voir (Fig.5). Kifouche Rezki 2017 3 TP Modélisation Simulation et Cde des Convert. Electromécaniques Avril 2017 III.1 On commence par simuler le fonctionnement du moteur sans régulation : Fig.4 Simulation d’un MCC en boucle ouverte avec variation de la tension d’alimentation et du couple résistant On simule le moteur pour le suivant : a. La tension d’alimentation commence à 100V puis à t= 4s la tension devient 220V. b. Pour le couple résistant, on choisi d’appliquer un couple Cr1=40nm à t=3s et un autres identique Cr2=40nm mais à t=7s. Visualiser l’évolution de : La tension d’alimentation Le couple résistant La vitesse de rotation du moteur III.2 On simuler le fonctionnement du moteur avec régulation : On insère un régulateur proportionnel le schéma bloc du moteur, représentée sur la figure par le gain3, on montant le schéma comme suit : Fig.5 Simulation d’un MCC en boucle fermée avec variation du couple résistant, avec un régulateur en P Kifouche Rezki 2017 4 TP Modélisation Simulation et Cde des Convert. Electromécaniques Avril 2017 Le modèle du hacheur est intégré dans le schéma bloc, il est représenter par un gain K, dans notre cas K=1, il n’apparait pas dans le schéma bloc, sinon, il est monté juste après le régulateur. Après le comparateur, l’erreur obtenue est une entrée pour le régulateur proportionnel. A l’entrée du hacheur, on a un signal appelé référence de vitesse, qu’on corrige pour le ramener à la hauteur la vitesse mesurée, pour effectuer une comparaison et obtenir l’erreur qui est l’entrée du régulateur. On simule le système pour différentes valeur k, gain du régulateur, pour une tension et un couple résistant qui évoluent comme suit : a. La tension d’alimentation commence à 100V puis à t= 4s la tension devient 220V. b. Pour le couple résistant, on choisi d’appliquer un couple Cr1=40nm à t=3s et un autres identique Cr2=40nm mais à t=7s. On prend : 1. K= 10 2. K= 20 3. K= 40 Visualiser l’évolution de : La tension d’alimentation Le couple résistant La vitesse de rotation du moteur On constate l’influence de la régulation sur l’évolution de la vitesse du moteur, puis l’erreur de vitesse en fonction de la valeur de K. IV. Préparation du compte rendu Présenter les objectifs de la simulation. Afficher les courbes de simulation obtenues Interpréter les résultats obtenus en expliquant en détail, l’évolution des courbes. Donner une conclusion objective du travail. Kifouche Rezki 2017 5
