Search

The research of a supply strategy to reduce the torque ripple of a Switched Reluctance Machine (SRM) is the main aim of the study presented.The SRM is very attractive because of its simple structure. Unfortunately, its electromagnetic characteristics are highly nonlinear with regard to the angular position and the supply current (nonsinusoïdal structure, generally saturated state). Moreover, the different phases of the machine have to be successively commutated in order to maintain a continuous rotation. Therefore, the SRM polyphase torque is naturally pulsed, which can be unacceptable for certain applications.In order to reduce the SRM torque ripple with an appropriate control, its electromagnetic characteristics (torque and flux with regard to the position and the current) have to be very precisely determined. Several experimental methods of characterization are studied and compared herein.A model based on this experimental electromagnetic characterization is necessary for the synthesis of the control. The models found in the literature, compared with the experimental data, are not adapted to the SRM under study. An original model is then proposed.After defining an appropriate strategy for the phase commutation, different control algorithms for the minimization of the torque ripple are compared by simulation and experimentation. First, the limits of the classical linear control (Proportional Integral controller, etc) are determined. The performances of the PI controller are improved when the effects of the electromotrice forces are taken into account. Nevertheless, the torque ripple remains significant. In order to compensate the SRM nonlinearities, a nonlinear torque control has been simulated and tested on an experimental bench. Very promising results have been obtained at low and medium speeds., Le but général de l'étude présentée dans cet ouvrage est la recherche d'une stratégie d'alimentation permettant de réduire les ondulations de couple d'une Machine à Réluctance Variable à Double Saillance (MRVDS).La structure très simple de la MRVDS la rend très attractive. Malheureusement, ses caractéristiques électromagnétiques sont fortement non linéaires par rapport à la position angulaire et par rapport au courant d'alimentation (structure non sinusoïdale, fonctionnement généralement en régime saturé). De plus, pour assurer une rotation continue, il faut commuter successivement les différentes phases de la machine. Par conséquent, le couple polyphasé de la MRVDS est naturellement pulsé ce qui peut être intolérable pour certaines applications.Pour réduire par une commande appropriée les ondulations de couple de la MRVDS, ses caractéristiques électromagnétiques (couple et flux en fonction de la position et du courant) doivent être déterminées très précisément. C'est pourquoi, plusieurs méthodes de caractérisation expérimentales sont étudiées et comparées.Un modèle s'appuyant sur cette caractérisation électromagnétique expérimentale est ensuite nécessaire pour la synthèse de la commande. Les modèles de la littérature, confrontés aux données expérimentales, ne sont pas adaptés à la MRVDS étudiée. Ainsi une modélisation originale est proposée.Enfin, après avoir défini une stratégie appropriée pour la commutation des phases, différents algorithmes de commande destinés à minimiser les ondulations de couple sont comparés par simulation et par le biais d'expérimentations. Une première phase de cette étude consiste à déterminer les limites des commandes linéaires classiques (correcteur Proportionnel Intégral, etc). La prise en compte des effets dus aux forces électromotrices permet d'améliorer les performances du correcteur PI, mais les ondulations de couple restent importantes. Pour compenser les non linéarités de la MRVDS, une commande non linéaire en couple a été simulée et essayée sur un banc expérimental. Des résultats très prometteurs ont été obtenus pour des fonctionnements en basse et moyenne vitesses.