8e Conférence Internationale de MOdélisation et SIMulation - MOSIM’10 - 10 au 12 mai 2010 - Hammamet - Tunisie
« Evaluation et optimisation des systèmes innovants de production de biens et de services »
COMPARAISON DES PERFORMANCES DES REGULATEURS PI ET IP
APPLIQUES POUR LA COMMANDE VECTORIELLE A FLUX
ROTORIQUE ORIENTE D’UNE MACHINE ASYNCHRONE
A. LOKRITI, Y. ZIDANI
LSET / FSTG
Faculté des Sciences et Techniques
B.P 549, Av.Abdelkarim Elkhattabi, Guéliz Marrakech
S. DOUBABI
LSET / FSTG
Faculté des Sciences et Techniques
B.P 549, Av.Abdelkarim Elkhattabi, Guéliz Marrakech
RESUME : L’asservissement de vitesse utilisant le contrôle par orientation du flux, indirect (IFOC) ou direct (DFOC),
avec ou sans capteur de vitesse, utilise classiquement des régulateurs de courant de type proportionnel intégral (PI),
qui permettent d’atteindre des objectifs satisfaisants sur la dynamique du couple et du flux. Le présent article a pour
objectif de présenter une stratégie de contrôle vectorielle indirect à flux rotorique orienté utilisant des régulateurs de
courant de type intégral proportionnel (IP), appliquée à une machine asynchrone alimentée par onduleur de tension,
capable de fournir lors des sollicitations contraignantes, des réponses en couple et en flux plus satisfaisantes. La
comparaison entre les deux méthodes sous les mêmes conditions est illustrée par des simulations.
MOTS-CLES : DFOC, IFOC, régulateur PI et IP, machine asynchrone.
1INTRODUCTION
La machine asynchrone, robuste, simple, rentable et
moins chère (Caron et Hautier , 1995), est à l’heure ac-
tuelle de loin la plus utilisée dans les applications indus-
trielles où la variation de vitesse avec une haute préci-
sion de régulation et de hautes performances en couple
sont requises (Jarray, 2000). Ceci est dû :
- au grand développement qu’a connue l’électronique de
puissance, manifestant dans la réalisation de convertis-
seurs statiques (onduleurs de tensions) à base du compo-
sant (IGBT) commutant à des fréquences très élevées, et
pouvant fournir en sortie des tensions variables en am-
plitude et en fréquence.
- à l’apparition des processeurs de traitement de signaux
de plus en plus performants (DSP) (Jemli et al., 1998),
(Zhen et Xu, 1998), (Jarray, 2000).
- au développement d’algorithmes de commande directe
en couple (Takahashi et Noguchi, 1986) ou vectorielle
appelées aussi commandes par orientation du flux, dé-
couvertes par Karl Hasse « indirecte » (Hasse, 1968) et
Felix Blaschke « directe » (Blaschke, 1972).
Ces deux méthodes de commande vectorielle, directe
et indirecte, se différent essentiellement dans le calcul de
l'angle de Park s, (grandeur essentielle dans la com-
mande) représentant la phase du flux orientée dans le
repère lié au stator : dans la commande indirecte, cet
angle est calculé à partir de la pulsation statorique s
elle-même reconstituée à l’aide de la relation
d’autopilotage qui additionne la vitesse électrique et
la pulsation de glissement g, tandis que la commande
directe, calcule directement cet angle à partir des gran-
deurs mesurées ou estimées (Ba-razzouk, 1998),
(Baghli, 2009), (Boussak et Jarray, 2006).
Le but de la commande vectorielle est de retrouver la
façon dont les moteurs à courant continu à excitation
séparée sont commandés, où il y a un découplage natu-
rel entre la grandeur commandant le flux (courant d'exci
tation), et celle liée au couple (courant d'induit). Afin d’y
arriver, les techniques de commande vectorielle ont tiré
leur idée de base du modèle du moteur asynchrone dans
le repère synchrone dq. En effet, l’orientation du flux
dans la machine selon l’axe d, et le maintien de ce flux
orienté constant via la composante directe du courant
statorique, permet de régler le couple via la composante
en quadrature du même courant, réalisant ainsi le dé-
couplage entre le flux et le couple dans le moteur asyn-
chrone. Ainsi apparait l’extrême importance de la régu-
lation des deux composantes de ce courant. Contraire-
ment à la machine à courant continu, les deux compo-
santes du courant statorique ids et iqs sont fortement
couplés. Sans découplage, tout changement dans l’un de
ces deux courants produira une perturbation dans l’autre
et détériora ainsi le control du couple. Ce problème
faisait et fait l’objet de plusieurs publications (Briz et al.,
2000), (Jung et al., 1997), (Harnefors et Nee, 1998),
(Comanescu, 2009), (Comanescu et al., 2008).
L’objectif de cet article est de comparer les perfor-
mances de la commande vectorielle indirecte à flux roto-
rique orienté utilisant deux types de régulateurs de cou-
rant : le (PI) classique et le (IP) et améliorer ainsi cette
stratégie de commande.
Dans cet article nous traiterons les points suivants :
•Modélisation dynamique de la machine asyn-
chrone alimentée en tension.
•Commande vectorielle par orientation du flux ro-
torique (CVOFR).
•Synthèse des correcteurs de vitesse, et de courant.