Commande numérique des machines — Systèmes triphasés : régime permanent

La commande numérique des systèmes triphasés , convertisseurs statiques ou machines tournantes, pose certains problèmes qui leur sont spécifiques et que l’on n’a pas rencontrés dans les articles précédents. Ce sont ces questions que nous traitons en priorité dans ce fascicule. Comme dans les articles précédents, c’est la modélisation, ici la modélisation spécifique des systèmes triphasés, qui nous sert de guide puisque la commande numérique a souvent comme but initial la réalisation, en temps réel, de calculs qui servent à compenser les non-linéarités propres à la machine et au convertisseur.

Il est donc essentiel de connaître les mises en équation des machines à courant alternatif et des convertisseurs pour en déduire les schémas fonctionnels à partir desquels les commandes sont conçues. Les mises en équation des machines sont basées habituellement sur des transformations qui existent sous différentes variantes. Nous utilisons ici systématiquement la transformée de Park sous forme normée, qui a l’avantage de ne faire intervenir que des grandeurs réelles, ce qui permet une mise en œuvre directe. Cette transformée combine une transformée triphasé-diphasé (sous forme normée ; Concordia) et une rotation. Nous utilisons le même formalisme (Concordia) pour représenter les convertisseurs et les dispositifs de commande de ceux-ci (modulateurs).

Dans cet article, nous présentons principalement les commandes des onduleurs de tension triphasés puisqu’il faut bien comprendre qu’on ne commande pas des machines. En réalité on commande des convertisseurs qui alimentent les machines. Actuellement les convertisseurs les plus universellement utilisés sont les onduleurs de tension en commutation forcée à deux niveaux, où les interrupteurs sont habituellement des transistors et des GTO, et c’est sur eux que porte l’essentiel de cet exposé.

Nous allons chercher à présenter ces commandes de convertisseurs à partir des modélisations, pour en déduire des schémas fonctionnels et des architectures de commande, tant sur le plan matériel que sur le plan logiciel (diagrammes temporels). Les architectures évoluent très vite avec l’apparition de nouveaux composants (et l’apparition toute récente de composants analogiques programmables permet de penser que des révolutions auront encore lieu sur les architectures). Nous avons cherché un équilibre entre les représentations abstraites, déduites des modélisations et qui devraient résister au temps, et des réalisations industrielles pratiques afin de concrétiser ces phénomènes.

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