Modélisation des Machines à Courant Continu
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Questions and Answers

Quel type de moteur est caractérisé par l'absence de balais ?

  • Moteur à courant continu
  • Moteur pas à pas
  • Moteur brushless (correct)
  • Moteur à réluctance variable

    • Quel type de moteur nécessite une commande pour fonctionner efficacement ?

  • Moteur à courant continu
  • Moteur synchrones
  • Moteur à réluctance variable
  • Moteur pas à pas (correct)

    • Quel type de commande est utilisé pour l'autopilotage des moteurs ?

  • Commande décentralisée
  • Commande prédictive
  • Commande scalaire de type 'a,b,c' (correct)
  • Commande vectorielle

    • Quel moteur est spécifiquement conçu pour maximiser le couple électromagnétique ?

    <p>Moteur pas à pas</p> Signup and view all the answers

    Parmi les moteurs mentionnés, lequel est classé comme un moteur à courant continu ?

    <p>Moteur pas à pas</p> Signup and view all the answers

    Quel type de moteur est utilisé principalement dans les applications nécessitant une variation rapide de la vitesse ?

    <p>Moteur à courant continu</p> Signup and view all the answers

    Quelles machines ont principalement un fonctionnement basé sur le principe de la variation de l'inductance ?

    <p>Moteurs à réluctance variable</p> Signup and view all the answers

    Quelle conclusion concerne les machines synchrones ?

    <p>Elles ont une méthode de commande spécifique mentionnée.</p> Signup and view all the answers

    Quelles sont les types de moteurs mentionnés dans le contenu ?

    <p>Moteurs brushless et moteurs synchrones</p> Signup and view all the answers

    Quel est le terme associé à la modélisation externe des machines à courant continu ?

    <p>Commande séquentielle</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principe de la commande scalaire de type 'a,b,c' ?

    <p>Utilisation d'un capteur de position pour mesurer la position du rotor.</p> Signup and view all the answers

    Comment sont définies les consignes de courant dans la commande scalaire ?

    <p>Ia,ref = IM.sin(pθ), Ib,ref = IM.sin(pθ − 2π/3), Ic,ref = IM.sin(pθ − 4π/3)</p> Signup and view all the answers

    Quel rôle jouent les rapports cycliques dans la commande scalaire ?

    <p>Ils influencent l'intensité de courant de chaque phase.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact de la définition des rapports cycliques sur le contrôle du moteur ?

    <p>Ils affectent le couple et la vitesse du moteur.</p> Signup and view all the answers

    Quel type de moteur est mentionné dans le contexte de la commande séquentielle ?

    <p>Les moteurs brushless et synchrones.</p> Signup and view all the answers

    Quel est un élément essentiel dans la commande scalaire pour obtenir une mesure correcte ?

    <p>Un capteur de position.</p> Signup and view all the answers

    Quels sont les composants de la définition des rapports cycliques dans le système de commande ?

    <p>αa, αb, et αc.</p> Signup and view all the answers

    Quel type de commande est utilisé pour les moteurs à courant continu dans cette méthode ?

    <p>Commande séquentielle.</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'avantage principal de la commande séquentielle par rapport aux autres types de commande ?

    <p>Elle présente une complexité faible.</p> Signup and view all the answers

    Dans quel cas la commande vectorielle est-elle particulièrement adaptée ?

    <p>Pour des puissances fortes et dynamiques rapides.</p> Signup and view all the answers

    Quel type de commande nécessite un capteur de position pour fonctionner efficacement ?

    <p>Commande vectorielle</p> Signup and view all the answers

    Quelle affirmation est correcte concernant la commande scalaire ?

    <p>Elle nécessite un capteur de position.</p> Signup and view all the answers

    Quelles caractéristiques décrivent le mieux la commande vectorielle ?

    <p>Complexité élevée et grandeurs constantes à suivre.</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la méthode de commande qui utilise un modèle fin de la machine ?

    <p>Commande vectorielle</p> Signup and view all the answers

    Dans la commande vectorielle, quel paramètre est contrôlé via $i_q$ lorsque $i_d = 0$ ?

    <p>Le couple</p> Signup and view all the answers

    Quel est le terme correct pour désigner les machines qui ne nécessitent pas de balais ?

    <p>Moteurs brushless</p> Signup and view all the answers

    Dans l'équation de commande vectorielle, quel est le rôle de $R_s$ ?

    <p>Résistance série</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la conclusion sur la commande des machines synchrones ?

    <p>Elles peuvent être contrôlées par commande vectorielle.</p> Signup and view all the answers

    Quelle représentation utilise la commande dans le domaine de Park ?

    <p>Modèle d'état</p> Signup and view all the answers

    Quel terme décrit mieux le processus d'autopilotage dans le contrôle des moteurs ?

    <p>Commande scalaire de type 'a,b,c'</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la variable $φ_q$ dans le système de commande vectorielle ?

    <p>Flux magnétique dans l'axe quadrature</p> Signup and view all the answers

    Quel type de commande permet l'autopilotage dans les moteurs à courant continu?

    <p>Commande scalaire de type 'a,b,c'</p> Signup and view all the answers

    Quels moteurs sont souvent utilisés avec une commande vectorielle?

    <p>Moteurs brushless</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qu'un moteur pas à pas?

    <p>Un moteur qui se déplace par étapes définies</p> Signup and view all the answers

    Quel est un exemple de moteur utilisé dans la commande séquentielle?

    <p>Moteur à courant continu</p> Signup and view all the answers

    Quel type d'asservissement est utilisé pour les moteurs à courant continu?

    <p>Asservissement fermé</p> Signup and view all the answers

    Quel est le principal avantage des moteurs synchrones?

    <p>Ils offrent un meilleur couple à basse vitesse</p> Signup and view all the answers

    Quelle technique est généralement employée pour le contrôle optimal des moteurs?

    <p>Commande proportionnelle-derivée</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Modélisation Externe des Machines à Courant Continu

    • Modélisation externe des machines à courant continu est abordée
    • Hypothèses de travail incluent machine non saturée, entrefer constant, réaction magnétique négligeable ou compensée et balais réglés dans l'axe neutre
    • L'excitation est souvent réalisée grâce à des aimants permanents

    Equations Fondamentales de la Machine à Courant Continu (Convention Moteur)

    • L'équation électrique est u = e + R.i + L(di/dt)
    • L'équation mécanique est J(dΩ/dt) + f.Ω = Γm – Γr
    • L'équation de couplage est e = kφ.i et Γm = kφ.i
    • u représente la tension aux bornes de l'induit
    • i représente le courant d'induit
    • e représente la force électromotrice d'induction
    • Ω représente la vitesse de rotation
    • Γm représente le couple moteur
    • Γr représente le couple résistant (couple de charge)
    • R est la résistance du bobinage d'induit
    • L est l'inductance propre du bobinage d'induit
    • J est le moment d'inertie de la partie tournante
    • f est le coefficient de frottement visqueux
    • kφ est la constante de fem (ou constante de couple)

    Modèles Fréquemment Utilisés

    • Un modèle de la machine pilotée en tension est présenté, incluant les variables U(p), I(p), E(p) et Ω(p), et les constantes comme R, L, Kφ
    • Un modèle de la machine pilotée en courant est présenté, incluant les variables I(p),Ω(p), Γr et les constantes Kφ, f, J

    Mesure des Paramètres

    • La mesure de la fem à vide en fonction de la vitesse est réalisée en génératrice à vide
    • La mesure de la résistance R est effectuée à l'arrêt et à la température de fonctionnement, utilisant une alimentation en créneau
    • La mesure du courant i en fonction de la vitesse Ω est effectuée en moteur à vide
    • L'essai de ralentissement implique la coupure de l'alimentation du moteur en rotation

    Asservissement des Moteurs à Courant Continu

    • Le schéma global de l'asservissement est une structure avec une alimentation continue, un hacheur, la machine et un capteur

    Hypothèses

    • L'excitation de la machine à courant continu (MCC) est supposée constante
    • Le hacheur à 4 quadrants est réversible et alimenté par une source de tension DC constante
    • Les capteurs sont considérés parfaits

    Rappels Hacheur 4 Quadrants

    • Le schéma de hacheur à 4 quadrants est présenté

    Commande Complémentaire Synchrone

    • La commande complémentaire synchrone est représentée graphiquement

    Commande Complémentaire Décalée

    • La relation <u> = (2α − 1). VDC est définie pour la commande complémentaire décalée
    • Les fréquences fd et 2*fd sont définies pour les commandes 3 états et complémentaire décalée, respectivement

    Fonction de Transfert et Linéarisation

    • Une fonction de transfert Gh(p) est définie pour la machine pilotée en tension
    • La linéarisation de Gh(p) conduit à l'expression Gh(p) = Go / (1 + Th.P)

    Régulation par Boucles Imbriquées

    • Un schéma de régulation par boucles imbriquées est présenté, illustrant les éléments : consigne de vitesse, régulateur de vitesse, régulateur de courant, convertisseur statique et la machine

    Cahier des Charges Correcteurs

    • Caractéristiques comme la précision, la stabilité, la marge de gain et de phase, la bande passante sont abordées
    • Les correcteurs PID basés sur les méthodes de Broida et de Strejc sont mentionnés
    • La transformation bilinéaire est utilisée dans les correcteurs numériques

    PID Numérique

    • Un schéma de la commande PID numérique est présenté

    Moteurs Pas à Pas

    • Trois types de moteurs pas à pas sont mentionnés : à aimants permanents, à réluctance variable et hybrides
    • La séquence d'alimentation d'un moteur pas à pas bipolaire est illustrée
    • Il y a un graphe de Nombre de phases, Nombre de pôles et Valeur du pas avec des données chiffrées

    Moteurs à Réluctance Variable

    • Une illustration du moteur à réluctance variable monophasé bipolaire est présentée
    • Un graphe de perméance et de couple pour un moteur à réluctance variable est montré

    Moteur à Réluctance Polyphasé

    • Une illustration du moteur MRV triphasé avec les stators superposés est présentée
    • Les illustrations de la séquence d'alimentation du moteur pas à pas triphasé sont fournies

    Moteurs à Réluctance Monophasés à Effet Vernier

    • Des schémas se rapportant aux moteurs à réluctance monophasés à effet Vernier sont fournis

    Bibliographie des Moteurs Pas à Pas

    • Les références bibliographiques pour la documentation sur les moteurs pas à pas sont fournies

    Les Moteurs Brushless

    • Des explications sur le fonctionnement d'un moteur brushless sont présentées
    • Les méthodes d'identification et d'asservissement utilisées pour un moteur brushless sont explicitées, ainsi que son fonctionnement interne

    Modélisation des Moteurs Synchrones

    • Des équations magnétiques, électriques et du couple pour les moteurs synchrones sont présentées
    • Des matrices de transformation de Concordia et de Park sont données, fournissant les expressions mathématiques de la relation entre différents systèmes de coordonnées

    Système diphasé équivalent

    • Les transformations de Concordia et de Park sont définies pour le système diphasé équivalent des machines synchrones

    Commande de la Machine Synchrone

    • La commande séquentielle ("Aiguillage des courants") est expliquée
    • L'utilisation de capteurs à effet Hall pour la détection de la position du rotor est décrite, ainsi que la justification des fréquences fd et 2*fd

    Commande scalaire de type "a,b,c" : autopilotage

    • Les différents schémas et diagrammes relatifs à cette commande sont développés, accompagnés des descriptions et des équations nécessaires à leur compréhension

    Commande vectorielle

    • Le principe de la commande vectorielle est décrit, intégrant le modèle de Park et le maintien de consignes constant dans le temps
    • Les équations Od, Oq, vd et vq sont fournies, définissant la commande du couple via iq

    Conclusion sur la Commande de Machines Synchrones

    • Une synthèse des différents types de commandes est fournie, mettant l'accent sur les complexités et les adaptations aux différentes puissances et dynamiques

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