Machines asynchrones à contrôle vectoriel de flux

Le concept du contrôle vectoriel de flux, né au milieu des années 1980, a révolutionné le domaine de la variation de vitesse, en quête permanente de performances. La voie est dès lors tracée pour les chercheurs et les ingénieurs dans différentes disciplines (automatique, électrotechnique, électronique de puissance, informatique industrielle, microélectronique, instrumentation...) pour développer plusieurs variantes d’algorithmes de commande émergeant du concept de l’orientation du flux des machines asynchrones.

L’indépendance naturelle entre la création du flux et la production du couple est manifestement la propriété intrinsèque fondamentale d’une machine à courant continu à excitation séparée. L’objectif du contrôle vectoriel d’une machine asynchrone à cage est de reproduire la quadrature entre le vecteur courant et le vecteur flux. La complexité de la commande réside dans le fait que le courant et le flux sont des variables fortement couplées et que toute action sur l’une d’entre elles se répercute sur l’autre.

Nous avons évité la vulgarisation excessive du concept de l’orientation du flux, qui aurait risqué de masquer les détails, qui sont d’une importance capitale pour tirer de la machine à induction le maximum de performances statiques et dynamiques.

L’usage des transformations mathématiques est inéluctablement la clé de voûte pour comprendre les mécanismes du contrôle vectoriel du flux. Durant notre exposé, nous montrerons que le calcul matriciel, la théorie à deux axes et la manipulation des vecteurs spatiaux apportent les outils indispensables pour passer d’une présentation réelle d’une machine asynchrone triphasée à la présentation d’une machine asynchrone fictive à enroulements orthogonaux.

Pour satisfaire des cahiers des charges de plus en plus contraignants, il est nécessaire d’adopter une approche globale multidisciplinaire qui tienne compte de toutes les corrélations intervenant directement dans l’association commande-convertisseur-machine.

La mise en œuvre et l’industrialisation du contrôle de flux sont traitées dans l’article [D 3 564].