Contribution à l`Etude d`une Génératrice à Réluctance Variable.

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université MENTOURI de CONSTANTINE
Faculté des Sciences de l’Ingénieur
Département d’Electrotechnique
N0 d’ordre : …………………
Série : ………………………
Mémoire
Présenté en vue de l’obtention du diplôme de magister
en Electrotechnique
Option : Commande et modélisation des machines électriques.
Par
FEYROUZ MESSAI
Contribution à l’Etude d’une Génératrice à Réluctance
Variable.
Soutenu le : …/…./ 2009
Devant le jury:
Président : Aissa Bouzid Prof. à l’Université de Constantine
Rapporteur : Dr. Ammar Bentounsi M.C. à l’Université de Constantine
Examinateur 1 : Hocine Benalla Prof. à l’Université de Constantine
Examinateur 2 : Abdelwahab Zaatri Prof. à l’Université de Constantine

Dédicace
Dédicace
Je dédierai ce mémoire
A mon mari M. Messaoud
F. Messai

Remerciements
Je remercie Allah, le tout puissant, le miséricordieux, de m’avoir appris ce que
j’ignorais, de m’avoir donné la santé et tou ce dont j’avais besoin pour réaliser le
travail imposé et rédiger ce mémoire.
t
s
r
s
Je remercie ensuite ma chère mère Naima, ma grand-mère Zineb, mes parents,
mes sœurs, mes frère et surtout Amira, Salima, Samia, Leila pour leurs
encouragements.
Je remercie également mon encadreur, le Dr. Ammar Bentounsi, pour le sujet
qu’il m’a proposé, ses conseils et sa disponibilité. Je le remercie aussi pour ses
encouragements, sa gentillesse et sa sympathie tout au long de l’année de travail.
Je remercie M
elle
H.Djeghloud sans laquelle je n’aurai pas pu finaliser la
rédaction et la simulation.
Je remercierai bien sur les membres du ju y qui m’ont fait l’honneur d’examiner
ce travail, à savoir le Prof. A. Bouzid, pré ident du jury,
les Prof. H. Benalla et A. Zaatri qui n’ont pas hésité à accepter l’invitation d’être
membres de jury.
Je terminerai par remercier toutes mes amies, notamment Radia, Wassila,
Dalila, Feyrouz, Sihem et Rima, ainsi que tous les enseignants du Dept.
D’électrotechnique !

Sommaire
SOMMAIRE
INTRODUCTION GENERALE …………………………………………...……...………...
1
Chapitre I : CONVERSION DE L’ENERGIE EOLIENNE
I.1 INTRODUCTION …………………………………...…………………...……..…...…… 3
I.2 HISTORIQUE DE L’EOLIEN ………………………..…………………..…...……....
4
I.3 L’ENERGIE EOLIENNE ………………………..……………………………..………
I.4 STRUCTURE DES EOLIENNES …………………………………..………...………
I.4.1 Structure de conversion avec et sans multiplicateur………………….……………..…
I.4.2 Descriptif d’une éolienne ………….…………………………………….…….….....…..
I.4.3 Les éoliennes à vitesse fixe ……………..………………………………….……...….....
I.4.4 Les éoliennes à vitesse variable …………………………..…………….…………........
I.5 MODELISATION DE LA TURBINE EOLIENNE ………………….…..………
15
11
9
8
6
8
13
I.5.1 Hypothèses simplificatrices …………………………………….…………….………....
15
I.5.2 Modèle de la turbine …………………………………………………….……...............
17
I.5.3 Modèle du multiplicateur de vitesse …………………….……………………..............
18
I.6. TYPES DE GENERATEURS ELECTRIQUES EOLIENS ………..................
I.7 CONCLUSION ……………………………………………...…………………...…..........
19
18
Chapitre II : LES MACHINES A RELUCTANCE VARIABLE
II.1. INTRODUCTION…………………………………………………………………..….. 20
II.2. PRINCIPE DE BASE………………………………………………….………….....…
II.3. DOMAINES D’UTILISATION DES MRV………………………..…………..…
II.4. AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES MRV.……………….....................
24
24
21
II.5. DIFFERENTS TYPES DE MRV ……………………………..…………….............
II.5.1 MRV lentes pour applications éoliennes...................................................................
25
25
A. MRV « Pures » ………………………………………………………….……….
B. MRV Vernier…………………………………….………………………………..
C. MRV hybrides……………………….…………………………….…………..….
27
26
25
III

Sommaire
D. MRV à flux axial………………………….…………………….…………...........
II.5.2. Machines à stator lisse………………………………………..………………………
II.5.3. Machines à double denture…………………………………….………………….…. 29
29
28
II.6. CARACTERISTIQUES ELECTROMAGNETIQUES – ENERGIE -
COUPLE………………………………………………………………………………...……….
30
II.7. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT D’UNE GRV……………….…………
32
II.8. MODES D'EXCITATION DE LA GRV…………………….............................….
33
II.9. L’ALIMENTATION DE LA GRV………………………………………………….
34
II.9.1. Convertisseur de puissance ……………………………………………………….…..
34
II.9.2.Paramètres de commande en mode générateur …..………………………………….
36
II.10. CONCLUSION ………………………………………………………………….….….
38
Chapitre III : MODELISATION & SIMULATION DU SYSTEME GRV-CONVERTISSEUR
AVEC APPLICATION A L’EOLIEN
III.1. INTRODUCTION …………...……………………………………………………...…
39
III.2. HYPOTHESES SIMPLIFICATRICES ……………………………………....… 40
III.3. ÉLEMENTS DU SYSTEME ……………………………...……..………….…....... 41
III.3.1. Modèle non-linéaire de la GRV ……………………..………...………………....… 41
a) Equations électromagnétiques……………………………………….……….........
42
b) Calcul de l’inductance…………………………………………………..……….... 44
c) Production de couple……………...…………….…………………………………..
45
III.3.2. Convertisseur de la GRV……………………………………………………….….....
46
III.4. STRATEGIE DE COMMANDE DE LA GRV ……………………………..… 47
III.4.1 Objectif …………………………………………….……….….……........................... 47
III.4.2 Schéma synoptique ………………………………………..……....………………......
48
III.5 STRATEGIE DE LA COMMANDE PAR HYSTERESIS…………………... 48
III.6. SIMULATION D’UNE GRV6/4…………………............................................…....
49
III.6.1 Paramètres utilisés pour la simulation….................................................................... 49
III.6.2 Description du modèle élaboré sous Matlab/Simulink …….….…………..….....…
50
III.6.2.1 Bloc GRV ………………………………….…...……………………….......
50
III.6.2.2 Bloc Convertisseur de puissance ………………..…………………............ 53
IV