Commande d'une Machine Asynchrone avec prise en compte de la saturation magnétique

Abstract

La machine asynchrone est l'une des machines électriques les plus utilisées dans les applications industrielles, en raison de sa conception simple, de sa robustesse mécanique, de son faible coût et de sa facilité de maintenance. Cependant, son comportement dynamique complexe pose d'importants défis de modélisation et de contrôle, notamment en raison de phénomènes électromagnétiques non linéaires tels que la saturation magnétique qui est souvent négligée dans les modèles conventionnels. Dans ce travail, un modèle linéaire conventionnel de la machine dans un système triphasé abc puis biphasé en dq tout d'abord a été adopté. Un modèle non linéaire dit saturé a ensuite été développé, prenant en compte l'effet de la saturation magnétique en rendant l'inductance mutuelle variable avec l'induction magnétique. Les résultats de simulation, tant en régime permanent qu'en régime dynamique, ont démontré que les modèles linéaires sont limités pour représenter fidèlement la machine dans des conditions de fonctionnement variables. Par la suite, une stratégie de contrôle à flux orienté (FOC) a été appliquée aux deux modèles, et les résultats ont démontré que l'intégration de l'effet de saturation magnétique améliore significativement la précision du contrôle et la stabilité des performances, tout en réduisant les erreurs de poursuite pour les grandeurs de référence. De plus, une technique de contrôle sans capteur mécanique de vitesse a été adoptée, en utilisant un filtre de Kalman étendu (EKF) pour estimer simultanément la vitesse mécanique à partir des signaux électriques provenant des courants et des tensions d'alimentation de la machine. Les résultats de simulation obtenus ont démontré l'efficacité de cette estimation, améliorant la fiabilité du système et réduisant les coûts matériels. Cette étude a conclu à l'importance d'intégrer le phénomène de saturation magnétique dans le contrôle afin de développer une stratégie plus efficace et plus fiable. L'utilisation de la technique d'estimation de la vitesse par le FKE ouvre également la voie à des solutions de contrôle avancées sans capteur, compte tenu des inconvénients et des problèmes de maintenance associés à ce capteur mécanique.