Commande d’une machine à courant continu à vitesse variable

.Préparé Par S.C

Université libanaise – faculté de génie II

:Introduction

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Ce projet a pour but l'étude de la commande d'une machine a courant .continu a vitesse variable L'alimentation de cette machine, sera à travers un pont redresseur .commandé qui fournira à cette machine un courant continu Nous cherchons dans ce travail à asservir deux paramètres de la machine: le courant absorbé qui ne doit pas dépasser en aucun cas le courant maximale supporte par la machine; ainsi que la vitesse de rotation qu'on .cherche à varier :Dans ce but là; ce projet comportera trois parties principales Choix et modélisation de la machine-1 Modélisation du convertisseur utilisé (pont redresseur a-2 (thyristors .Correction du système asservi-3

Choix et modélisation de la machine a courant-I .continu .Modélisation et schéma bloc-1

La commande de cette machine est effectuée à travers la variation de la tension d'induit; le flux inducteur est donc considéré constant .égale au flux maximal :Machine fonctionnant a vide– Deux équations fondamentales régissent le fonctionnement d'une :machine à courant continu Soit E la force électromotrice à vide; Ω la vitesse de rotation du rotor; Ce le couple électromagnétique développé par la machine; et .Ia le courant circulant dans l'induit Avec k max = k × Φ max = c

te

E = k max . Ω  Ce = k max . Ia

:La tension Va aux bornes de l'induit serait V a = E + R a I a + La

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dI a dt

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:Appliquons la transformée de Laplace sur ces équations  E ( p) = k max .Ω( p)  C e ( p) = k max .I a ( p ) V ( p) = ( R + L p ).I ( p) + E ( p ) a a a  a

D’où le schéma bloc de la machine a courant continu a vide commande par la tension d'induit

:Machine fonctionnant en charge– L'équation mécanique fondamentale régissant la rotation de l'arbre du :moteur en charge s'écrit Avec

∑C

resis tan t

= f .Ω + Cr

Ce − ∑ C resis tan t = J

dΩ dt

: Ou f est le coefficient de frottement fluides de l'ensemble moteur + charge J est le moment d'inertie de l'ensemble moteur + charge :Schéma bloc final– Le schéma bloc fonctionnel du moteur a courant continu pilote par :tension d'induit est le suivant 3

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Simulation du modèle de la machine sur Matlab--2

Simulink

Pour simuler le modèle de la machine nous allons appliquer comme entrée du système une tension en échelon et visualiser comme sortie la vitesse de rotation ainsi que le couple fourni par la machine et le courant :absorbe. Les caractéristiques de la machine choisie sont Tension d'alimentation nominale: Un=260V Vitesse de rotation nominale: Nn=2150 tr/min= 225 rad/s Résistance d'induit: Ra=1.26 Ω Inductance d'induit: La=34 mH Couple nominal fourni par la machine en charge: Cn=14 N.m Courant nominal absorbe Ian=13.5 A Coefficient de frottement visqueux f = 0.01 Moment d'inertie du rotor J = 0.02 kg.m2 -

:A vide 4

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En charge–

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Dans la suite du travail nous allons modéliser la machine par un 'subsystem' dont les entrées sont la tension d'alimentation et le couple de .charge les sorties étant la vitesse de rotation, le couple et le courant

Modélisation du convertisseur-II Schéma du circuit-1 Le convertisseur utilisé n'est autre qu'un pont complet commande c.à.d. .un pont de six thyristors

De même nous allons utiliser un subsystem pour modéliser ce circuit

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S.C. R S T Pulse1 Pulse2

V+

Pulse3 Pulse4 Pulse5 Pulse6 V­

ThyristorSubsystem

Commande des thyristors-2 La commande des thyristors sera à travers un générateur de 6 pulses qui fourni en sortie six vecteurs dont chacun commande un seul thyristor

De nouveau ce circuit sera regroupe en un subsystem

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S.C. Simulation de l'ensemble-3

:Simulons ce circuit à l'aide du logiciel Matlab-Simulink

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Finalement nous allons regrouper toutes les parties du redresseur en : un seul bloc 11

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S.C. Alpha_deg V+

R S T

mes_pulses

V­

TriggeredPontThyristor

Simulation du système complet (machine et-4 (convertisseur

Pour mieux clarifier les idées nous allons utiliser ce bloc pour alimenter la machine à courant continu et simuler notre système sans correction

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S.C. Correction du système-III Structure de la correction-1

La correction utilisée est une correction en cascade; les deux grandeurs corrigées sont le courant et la vitesse de rotation du moteur :le système corrigé aura la forme suivante

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S.C. : Cahier de charge : Boucle de courant tm=0.35ms

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