Commande numérique - Régimes intermédiaires et transitoires

Le développement de deux technologies de l’électronique a permis une formidable amélioration des performances des systèmes électriques en autorisant deux types de progrès. Les progrès de l’électronique de puissance ont permis d’augmenter simultanément les puissances et les fréquences des convertisseurs statiques. Parallèlement, les progrès de la microélectronique ont fait croître massivement « l’intelligence » des comportements des grands systèmes industriels en autorisant l’utilisation de toutes sortes d’algorithmes visant aussi bien à améliorer le pilotage des systèmes par l’homme, que l’obtention de meilleures performances techniques (rendement, facteur de puissance) et de meilleures performances dynamiques (rapidité, stabilité).

Quand on ne s’intéresse qu’aux moteurs à courant continu, on a affaire à des systèmes monophasés où les grandeurs relatives à l’alimentation et au contrôle tendent vers des valeurs constantes en régime permanent. Ces propriétés simplifient les méthodes de commande. Mais, dans le cas des machines à courants alternatifs, celles-ci sont polyphasées (triphasées le plus souvent) et les grandeurs d’alimentation et de commande sont toujours variables, même en régime permanent où elles sont sinusoïdales. Les machines doivent donc être alimentées par des sources adéquates, elles-mêmes pilotées de façon judicieuse. Il y a donc une étape fondamentale dans la commande des machines : la commande du convertisseur statique , qui est ici un onduleur.

Les systèmes à courant alternatif triphasé posent des problèmes spécifiques. Quand les applications exigent des performances dynamiques élevées , des stratégies de modulation des convertisseurs spécifiquement adaptées aux régimes transitoires deviennent nécessaires. C’est, par exemple, le cas pour l’utilisation de servomoteurs synchrones pour les machines-outils et la robotique, ou pour l’utilisation de moteurs asynchrones en traction. Dans cet article nous présentons différentes stratégies possibles, en suivant une progression, depuis les régimes intermédiaires , qui sont des adaptations des méthodes conçues en régime permanent pour traiter malgré tout les changements de fréquence, jusqu’aux stratégies vectorielles qui sont directement conçues pour les régimes transitoires représentées en transformées de Concordia. Nous traitons ici principalement le cas de la commande des onduleurs de tension à deux niveaux.

Nous nous appuyons le plus souvent sur les méthodes de pilotage en modulation de largeur (MLI) avec porteuse....