Modélisation de la machine asynchrone

Table des matières

Résumé
Abstract
Avant-propos
Table des matières
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des symboles
Chapitre 1 : Introduction générale
1.1 Intérêts socio-économiques du sujet
1.2 Intérêts scientifiques du sujet
1.3 Organisation des différentes parties du rapport
Chapitre 2 :Aspects généraux de la modélisation des machines électriques
2.1 États de l’art dans la modélisation et l’identification des machines électriques
2.1.1 Machine asynchrone
2.1.2 Machine synchrone
2.2 Objectifs spécifiques du sujet par rapport à l’état de l’art
2.2.1 Machine asynchrone
2.2.2 Machine synchrone
2.2.3 Logiciel de simulation et d’ identification
Chapitre 3 : Modélisation de la machine asynchrone
3.1 Équations électromécaniques de la machine asynchrone en grandeurs de phase
3 .1.1 Hypothèses simplificatrices
3 .1.2 Mode de fonctionnement de la machine
3 .1.3 Équations électriques
3 .1.4 Relation entre les flux et les courants
3.1.5 Transformation de Park
3 .1.6 Équations électriques dans les axes « d » et « q »
3.1.7 Équations magnétiques dans les axes d et q
3 .1 .8 Équations mécaniques
3.2 Équations électromécaniques en grandeurs réduites (pu)
3 .2.1 Les valeurs réduites
3 .2.2 Réduction des équations électriques et magnétiques
3.2.3 Réduction des équations mécaniques
3.3 Généralisation: Machine asynchrone à circuits rotoriques ajustables
3.4 Modèles d’état généralisé de la machine asynchrone
3 .4.1 Introduction
3.4.2 Équations électriques
3.4.3 Équation mécanique
3 .4.4 Calcul des conditions initiales
3.5 Modèle de saturation de la machine asynchrone
3.5.1 Modèle croisé à facteur de saturation
3.5.2 Identification des paramètres du modèle de saturation
3.6 Exemple de calcul du modèle d’état électromécanique saturé de la machine asynchrone
3.6.1 Paramètres de la machine asynchrone
3.6.2 Calcul des grandeurs de référence et réduction des paramètres
3.6.3 Coefficients de la courbe de saturation
3.6.4 Déterminer le degré de saturation
3 .6.5 Calcul des conditions initiales
3 .6.6 Exemple de calcul des conditions initiales
3.7 Analyse en mode moteur
3.7.1 Mise en œuvre numérique des essais dynamiques
3.7.2 Validation du modèle avec un essai de démarrage
3.7) Discussions
3.8 Fonctionnement en génératrice asynchrone auto excitée (GAAE)
3.8.1 Circuit équivalent d’une génératrice asynchrone auto excitée (GAAE) en simple shunt
3.8.2 Calcul des condensateurs d’amorçage: Méthodologie
3.8.3 Modèle d’état électromécanique d’une génératrice asynchrone
3.8.4 Mise en œuvre numérique des essais dynamiques
3.8.5 Validation du modèle avec essai réel
3.8.6 Discussions et conclusion
Chapitre 4 : Modélisation de la machine synchrone
4.1 Équation électromécanique de la machine synchrone en grandeurs de phase
4.1 .1 Équations des tensions
4.1.2 Équations de flux
4.1.3 Équations électriques de Park
4.1.4 Relation entre le flux et le courant de Park
4.1.5 Les équations mécaniques
4.2 Équations électromécaniques en grandeurs réduites (pu)
4.2.1 Les valeurs réduites
4.2.2 Calcul de grandeurs de référence et réduction des paramètres
4.2.3 Réduction des équations électriques et magnétiques en pu
4.2.4 Réduction des équations mécaniques
4.3 Modèles d’ état de la machine synchrone : structure admittance et hybride
4.3.1 Structure admittance
4.3.2 Modèle hybride de la machine synchrone
4.3.3 Calcul des conditions initiales
4.4 Modèle de saturation de la machine synchrone
4.5 Modèles d’état électromécaniques saturés de la machine synchrone modèles admittance et hybride
4.5.1 Prise en compte de la saturation
4.5.2 Modèle d’état électromécanique
4.5.3 Calcul des conditions initiales
4.6 Modèle analytique hybride de la machine synchrone
4.6.1 Développement analytique du modèle hybride
4.6.2 Mise en œuvre numérique des essais dynamiques
4.7 Validation du modèle avec les essais réels: modèle admittance, modèle hybride, modèle
4.7.1 Paramètres de la machine synchrone
4.7.2 Coefficients de saturation
4.7.3 Modèle admittance
4.7.3.1 Court-circuit triphasé
4.7.4 Modèles d’état et analytique hybride
4.8 Conclusion
Chapitre 5 :Identification des machines asynchrones et synchrones
5.1 Introduction
5.2 Mesure expérimentale
5 .2.1 Identification en différé
5.2.2 Mesure expérimentale
5.2.3 Machine Asynchrone
5.2.4 Machine synchrone
5.2.5 Oscilloscope numérique
5.3 Processus d’identification
5.3.1 Identification par la méthode des moindres carrés pondérés
5.3 .2 Estimateur aux moindres carrés pondérés
5.3.3 Limites de recherche
5.3.4 Algorithme d’optimisation
5.3.5 Approximation de la matrice Hessienne
5.3.6 Algorithme BFGS
5.3.7 Déterminer le déplacement
5.3.8 Critères d’arrêts
5.4 Identification d’un moteur asynchrone
5.5 Identification de la machine synchrone
5.5.1 Court-circuit triphasé symétrique
5.5.2 Délestage total d’une charge purement inductive
5.5.3 Délestage inductif résistif
5.5.4 Délestage d’une charge capacitive résistive
5.5 .5 Délestage partiel inductive résistive
5.5.6 Court-circuit du circuit de champ
5.5.7 Enclenchement d’une charge inductive
5.5.8 Enclenchement d’une charge inductive résistive
5.6 Conclusion
Chapitre 6 : Logiciel
6.1 Introduction
6.2 Matlab/Simulink
6.3 Essais possibles et modèle disponibles
6.3 .1 Démarrage d’un moteur asynchrone
6.3.2 Amorçage d’une génératrice asynchrone auto excitée (GAAE)
6.3.3 Court-circuit triphasé symétrique d’une génératrice synchrone
6.3 .4 Délestage de charge et le court-circuit de champ
6.3 .5 Enclenchement de charge
6.4 Installation du logiciel
6.5 Exemple d’utilisation avec un essai expérimental
6.5 .1 Démarrage du logiciel
6.5.2 Choix d’un modèle
6.5.3 Configuration des paramètres
6.5.4 Définir les paramètres de saturation
6.5.6 Ouverture des mesures expérimentales
6.5.7 Calcul des conditions initiales et finales
6.5.8 Simulation de l’essai
6.5.9 Affichage des résultats
6.5 .10 Identification des paramètres
6.6 Description des interfaces
6.6.1 Programme de simulation et d’identification «soft»
6.6.2 Interfaces graphiques de la machine synchrone
6.6.3 Interfaces graphiques de la machine asynchrone
6.7 Limites du logiciel
6.7.1 Modèle d’état instable
6.7.2 Erreur d’exécution
6.7.3 Paramètres mécaniques
6.7.4 Mode de la machine
6.8 Ajout et modification du logiciel
6.9 Conclusion
Chapitre 7 : Conclusion générale
Bibliographie
Annexe A
A.1 Schéma fonctionnel « Simulink »
A.2 Initialisation des variables
A.3 Calcul du modèle de saturation
A.4 Calcul des matrices d’état incluant la saturation
A.5 Autres fonctions
Annexe B
B.1 Schéma fonctionnel « Simulink »
B.2 Programme d’identification
B.4 Simulation des essais
B.5 Modèle d’état hybride complet avec charge R et charge RL
B.6 Modèle d’état de la GAAE avec charge RL «shunt»
B.7 Expressions analytiques
B.8 Calcul des conditions initiales de la machine synchrone
B.9 Calcul des conditions inti ales de la machine asynchrone