Modélisation des machines électriques en vue de leur commande

 

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Les actionneurs électriques sont présents dans les usines automatisées, dans les moyens de transports et dans de nombreux objets de notre vie quotidienne, et ils doivent avoir un comportement intelligent. Ils sont donc commandés. Les commandes sont basées sur une bonne connaissance des actionneurs, machines électriques et convertisseurs statiques. Cette connaissance est condensée dans des modèles. Les modèles sont évidemment basés sur des lois physiques, mais aussi sur des hypothèses constructives qu'il faut savoir discuter (linéarité, premier harmonique, symétrie). Ce sont ces propriétés qui sont mises à profit dans les modèles directs dont seront déduits les modèles inverses à l'origine des algorithmes de commande. Ce premier volume d'un ouvrage, qui en compte deux (voir "Modèles pour la commande des actionneurs électriques"), s'intéresse aux concepts généraux qui sous-tendent la modélisation, à commencer par les bases physiques. À l'autre extrémité de l'éventail des modèles se trouvent les modèles dynamiques inspirés par les méthodes de l'automatique (modèles fréquentiels, modèles d'état), pour l'analyse, la simulation et la synthèse des commandes. Les modèles les plus pertinents de la commande de machines s'appuient sur les propriétés vectorielles des modèles physiques qui débouchent sur les transformations les plus utilisées : Clarke, Concordia, Fortescue, Lyon, Ku, et surtout Park et les phaseurs.

Sommaire:
 

Introduction. Conversion électromécanique d'énergie : du phénomène physique à la modélisation dynamique -E. MATAGNE, M. DA SILVA GARRIDO. Introduction. Le phénomène physique. Modélisation dynamique. Équations matricielles des machines électriques. Exemple d'application : la machine synchrone à aimants permanents. Bibliographie. Modèles dynamiques des systèmes en génie électrique -Y. BONNASSIEUX, E. LAROCHE, M.-F. BENKHORIS, J.-P. LOUIS. Introduction. Modèle de synthèse : modèle direct et modèle inverse d'une machine asynchrone (flux rotorique orienté). Modèles d'analyses. Modèle de simulation. Conclusion. Bibliographie. Modélisation physique des machines à courant alternatif -J.-P. LOUIS, G. FELD, S. MOREAU. Introduction. Rappel des lois physiques relatives au champ magnétique et à la conversion d'énergie. Structure des machines tournantes à courant alternatif : description par les forces magnétomotrices. Calcul des inductances des machines à courant alternatif. Description et modélisation des principales machines à courant alternatif. Conclusion. Bibliographie. Propriétés vectorielles des systèmes électriques triphasés -E. SEMAIL, J.-P. LOUIS, G. FELD. Problématique et hypothèses. Les exemples fondamentaux et leurs modèles. Genèse des bases à partir de l'étude des matrices carrées. Genèse des bases à partir de matrices rectangulaires. Phaseur complexe : une autre transformation ? Applications aux exemples. Équations aux tensions et changement de bases. Essai de synthèse : écriture générale des transformations matricielles sous forme décomposée. Transformations généralisées de Park et Ku. Conclusion. Bibliographie. Modélisation des machines à courant alternatif par les phaseurs-J.-P. LOUIS, G. FELD, E. MONMASSON. Introduction : usage des phaseurs en électrotechnique. Les outils physiques et mathématiques, les hypothèses. Une définition des phaseurs temporels, équivalence diphasé-triphasé, cas réel. Inversion des formules, composante homopolaire, reconstitution des grandeurs triphasées. Formes cartésiennes et polaires : phaseur spatio-temporel sous forme réelle. Une définition complexe des phaseurs temporels et spatio-temporels. Détermination directe du phaseur complexe à partir des grandeurs temporelles triphasée. Application au régime permanent. Expressions de la puissance. Modélisation des machines électriques à pôles lisses par les phaseurs, courant magnétisant et champ total. Calcul du flux dans les machines à pôles lisses. Le phaseur mathématique. Conclusion. Bibliographie. Index.