Sensorless control of synchronous permanent magnet motors by signal injection

Jebai, Al Kassem

HAL, NNT: 2013ENMP0003 / Harvested from HAL

Résumé

Cette thèse étudie la problématique du fonctionnement sans capteur et à basse vitesse des moteurs synchrones à aimant permanent par l'injection des signaux. Nous nous focalisons sur les effets de la saturation magnétique car leur compensation est primordiale pour résoudre cette problématique. Nous proposons une méthode originale pour modéliser la saturation magnétique en utilisant une approche énergétique (les formulations Lagrangienne et Hamiltonienne), où les symétries physiques sont exploitées pour simplifier l'expression de l'énergie magnétique. Les données expérimentales montrent qu'un polynôme de degré 4 est suffisant pour décrire avec précision les effets de la saturation. Ensuite, nous proposons une analyse claire et originale basée sur la moyennisation de second ordre et qui explique comment obtenir l'information de position à partir de l'injection des signaux (en utilisant le modèle proposé). Nous donnons une relation explicite entre les oscillations des courants statoriques et la position du rotor; cette relation est utilisée en temps réel. Ce modèle de saturation magnétique ainsi que la procédure d'estimation de position ont été testés et validés sur deux types de moteurs : avec des aimants permanents à l'intérieur ou sur la surface du rotor. Les résultats expérimentaux obtenus sur un banc de test montrent que les erreurs d'estimation de la position du rotor n'excèdent pas quelques degrés électriques dans la zone d'opération à basse vitesse.

Détail

Publié le : 2013-03-15
Classification:  Hamiltonian model,  Averaging,  High frequency voltage,  Electrical motors,  Sensorless control,  Modèle Hamiltonien,  Moyennisation,  Saturation,  Contrôle sans capteur,  Motreurs électriques,  Tension haute fréquence,  [MATH.MATH-GM]Mathematics [math]/General Mathematics [math.GM]