Techniques d'observation sans capteur de vitesse en vue de la commande des machines asynchrones

= Speed sensorless observation techniques for control of asynchronous machines

• Auteur / Autrice : Franck Morand
• Direction : Jean-Marie Rétif
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône ; 1992-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Kalman, Filtrage de

Moteurs à courant alternatif

Machines asynchrones

Résumé

Dans le domaine des petites puissances la suppression du capteur mécanique de vitesse peut présenter un intérêt économique et améliorer la sûreté de fonctionnement. Nous présentons deux catégories de méthodes qui permettent de reconstituer cette grandeur de vitesse rotorique. La première issue du corpus de l'automatique implique une modélisation du moteur asynchrone par des équations d'états. Nous avons ainsi avec cette démarche mis en œuvre et validé expérimentalement deux observateurs d'états (Filtre de Kalman, observateur à modes glissants). La seconde, basée sur la géométrie de la machine, exploite les harmoniques d'encoches présentes dans le courant statorique. Cette technique implique un traitement en temps réel performant des susdits harmoniques. Cette seconde méthode a fait l'objet d'un développement important tout au long de cette thèse. Elle a aboutit à la réalisation d'une carte électronique dédiée faible coût, qui s'est avérée performante. L'ensemble des solutions avec ou sans modèle a été expérimenté afin de comparer les caractéristiques de précision et de dynamique des différentes méthodes.

The removal of the mechanical speed sensors offers an economic interest and may improve the reliability in the fields of low power applications. We present two kinds of methods for the reconstitution of the rotor speed of induction machines. The first method inherits from automatic methods and proposes the modelling of the asynchronous motor using states equations. We have implemented this first method and validated experimentally two observers of states (Kalman filter, sliding mode observer). The second method is based on the geometry of the machine, and takes advantage of the rotor slot harmonics impressed in the stator current. This technique implies a powerful real-time processing of stator current waveform. This second method was the significant contribution of the thesis. It leads to the realization of a dedicated electronic low cost board. Both solutions, with or without model were tested and results were compared in terms of accuracy and dynamic performances.