WO2012143643A1 - Procede de commande d'un moteur electrique et dispositif electrique correspondant - Google Patents
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- H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple
Definitions
- the present invention relates to a method of controlling an electric motor. It also relates to a corresponding electrical device.
- the invention relates to the field of AC electric motors used in particular in electric motor vehicles.
- An electric vehicle is equipped with high voltage batteries delivering a direct current to an inverter which converts this direct current into an alternating current for supplying an electric motor, the latter ensuring the setting in motion of the vehicle.
- motor torque disturbances may occur.
- These disturbances mainly comprise torque pulsations due in particular to the reluctance pair of saliency and to the harmonics of rank 5 of the electromotive force of the motor, in the case of a three-phase motor.
- the motor manufacturers generally seek to eliminate the harmonics of order 5 of the electromotive force and / or the reluctance couple of saliency.
- the present invention aims to improve the situation.
- the invention firstly relates to a method for controlling a polyphase AC motor with independent phases, said method comprising a step of compensating for at least one disturbance of a motor torque, characterized in that the compensation step comprises injecting a homopolar current into the motor.
- the current flowing in a winding of any phase of the motor is independent of the current flowing in the windings of the other phases.
- a three-phase motor with independent phases does not have a star or a triangle coupling.
- the homopolar current (also called "zero-sequence current” in English) is equal to the average of the currents flowing in the phases of the engine.
- the present invention uses this homopolar current, generally considered as a disturbance that one seeks to suppress, to compensate for torque disturbances of the motor.
- the solution of the invention involved in the control of the electric motor, is less expensive than previous solutions, involved in the design of the engine.
- the method comprises a step of detecting the disturbance of the torque, with zero homopolar current.
- the method comprises a step of determining a target torque aimed at attenuating the disturbance of the torque.
- the method comprises a step of decomposing the setpoint torque into a homopolar torque and a main torque.
- the method comprises a step of closed-loop regulation of the homopolar current.
- the step of compensating for at least one disturbance of the torque is a step of compensating for at least one torque pulse.
- the torque pulse is generated during a current supply of the motor.
- the motor is three-phase and the compensated torque pulse corresponds to at least one multiple harmonic of 3 of said pair.
- the pulsation of the compensated torque corresponds to a harmonic of rank
- the harmonic of rank 6 of the couple is compensated by the interaction between the injected homopolar current and the harmonic of rank 3 of the electromotive force of the motor, the homopolar current corresponding to a harmonic of rank 3 of the current of power supply in a three-phase motor.
- the method comprises a step of determining a risk of resonating the torque pulsation and / or exceeding a noise threshold, with respect to the ambient noise, generated by said torque pulse.
- said step of injecting a homopolar current takes place in case of occurrence of said risk.
- the invention also relates to an electrical device comprising a polyphase AC motor with independent phases and a motor control system, said control system comprising means for compensating for at least one disturbance of a torque of the motor, characterized in that the compensation means comprise means for injecting a homopolar current into the motor.
- control system comprises a battery and an inverter.
- the inverter transforms the direct current delivered by the battery to power the motor.
- the inverter comprises at least one H-bridge structure for each phase of the motor.
- the device comprises a DC-DC converter between the battery and the inverter.
- This DC-DC converter ensures the adaptation of the voltage level to that of the battery.
- FIG. 1 is a diagram showing an electrical device according to one embodiment of the invention.
- FIG. 2 illustrates the structure of a three-phase motor with independent phases
- FIG. 3 illustrates the torque pulsations occurring during power supply of the motor of FIG. 2;
- FIG. 4 illustrates the compensation of the torque pulsations by injecting a homopolar current according to one embodiment of the invention
- FIG. 5 is a diagram illustrating the structure and operation of the control method according to an embodiment of the invention.
- FIG. 1 represents an electrical device 2 according to one embodiment of the invention.
- the device 2 comprises a three-phase AC motor 4 comprising three independent phases U, V, W, that is to say not electrically coupled.
- the device 2 also comprises an inverter 6 comprising 3 H-bridges 8, 10, 12 respectively supplying the phases U, V, W of the motor 4 from a battery 14.
- the device 2 is designed to operate, for example, in two modes:
- a charging mode in which it ensures the charging of the battery 14 from the mains connected to a connector 16 by using the windings 18, 20, 22 of the motor 4 as inductors.
- Each H-bridge 8, 10, 12 comprises four switches 24 distributed on arms referenced A to F.
- the switches 24 are formed of a transistor and a diode connected in parallel.
- control circuit 26 which controls in particular the switches 24 of the arms A to F.
- the connections between the control circuit 26 and the switches 24 are not represented.
- the device 2 also comprises a DC / DC converter 28 arranged between the power supply 14 and the inverter 6. It is, in particular, a converter for raising the voltage supplied by the battery 14.
- the DC-DC converter 28 comprises an inductor and two switches, each switch being formed of a transistor and a diode connected in parallel.
- a capacitor is connected between the DC / DC converter 28 and the inverter 6.
- the windings 18, 20, 22 of the motor 4 ( Figure 2) are fed with voltages Uu, U v, uw, respectively. Under the effect of these supply voltages and electromotive forces eu, e v , e w of the three phases U, V, W respectively, phase currents iu, iv, iw appear on the three phases U, V, W respectively.
- the engine 4 can thus be modeled according to the following relation:
- the electrical quantities of this model have a homopolar component corresponding to the common component shared by the 3 phases U, V, W.
- the torque T of the motor 4 is given by the expression - ⁇ uvw - l uvw). where ⁇ is the speed of rotation of the motor.
- This torque T can be decomposed into a homopolar torque T M o and a main couple
- the motor 4 is in a way decomposed into two fictitious machines MO and M 1, MO being the dummy homopolar machine and M1 being the main fictional machine.
- the two fictitious machines MO and M1 have the same rotational speed ⁇ . However, each of these two machines is characterized by its own family of harmonics as described in Table 1.
- the machine MO is affected only by harmonics of voltage, current or electromotive force of multiple rank of 3.
- the machine Ml is affected only by harmonics of voltage, current or electromotive force of rank 1, 2, 4, 5, 7 ...
- the machine MO produces a homopolar torque, said drawing, when e M0 ⁇ 0 and i M0 ⁇ 0 and the machine Ml produces a main torque, constant or constant and drawing.
- the present invention proposes to control the homopolar current i M o to compensate for existing torque pulsations, especially when the homopolar current is zero, that is to say the pulsations of the main torque.
- the current i M o is controllable at any value.
- the zero sequence current created can be injected into the windings 18, 20, 22 of the phases U, V, W of the motor 4.
- Figure 3 illustrates a motor torque undergoing pulsations (right graph). It can be the torque pulsations occurring during a power supply of the motor 4.
- FIG. 3 comprises three graphs 3a, 3b, 3c on which are respectively represented the waveforms of the electromotive force, the current and the torque of the motor 4.
- the continuous line curve 40 represents the electromotive force eu
- the dashed line curve 42 represents the electromotive force ey
- the dotted line curve 44 represents the electromotive force ew-
- the electromotive force of the motor 4 is not sinusoidal and has harmonics of rank greater than 1, in particular harmonics of rank 3 and of rank 5, originating from the structure of the electrical machine, in particular from its windings.
- the continuous line curve 46 represents the current iu
- the dashed line curve 48 represents the current i v
- the dotted line curve 50 represents the current i w .
- the supply current of the motor 4 is here sinusoidal. It presents only a fundamental, ie a harmonic of rank 1. This current contains no homopolar component.
- Curve 52 of part 3c represents the resulting torque. This couple has pulsations around its average value.
- these torque pulses correspond to rank 6 harmonics resulting from the interaction between the fundamental of the current and the rank 5 harmonic of the electromotive force whereas the average value of the torque is obtained by the interaction of the of the current and the fundamental of the electromotive force.
- FIG. 4 illustrates the compensation of the torque pulses by injecting a homopolar current, according to the invention.
- FIG. 4 comprises three parts 4a, 4b, 4c on which are represented the waveforms respectively of the electromotive force, the current and the torque of the motor 4.
- the continuous line curve 60 represents the electromotive force eu
- the dashed line curve 62 represents the electromotive force ev
- the dashed line curve 64 represents the electromotive force ew-
- the electromotive force being an intrinsic magnitude of the motor 4, the curves 60, 62, 64 are respectively identical to the curves 40, 42, 44.
- the continuous line curve 66 represents the current iu
- the dashed line curve 68 represents the current i v
- the dotted line curve 70 represents the current i w .
- the torque pulses corresponding to rank 6 harmonics resulting from the interaction between the fundamental of the current and the rank 5 harmonic of the electromotive force are compensated by the interaction between the homopolar current (harmonic of rank 3 of the current) with the 3rd harmonic of the electromotive force.
- a torque pulse is detected zero zero current.
- a step of determining the frequency of the torque pulse can also be provided, determining or not the rest of the process. In particular, the process will be continued if the pulsation has a frequency equal to or close to that of a multi-rank harmonic of 3 of the motor supply current.
- a motor torque T * m aimed at attenuating the detected torque pulse, is determined.
- This set torque is decomposed, in step 82, into a zero-sequence torque T ⁇ 0 and a main torque set T M * 1 .
- step 84 a zero sequence current I M * O is generated from the homopolar torque T ⁇ 0 .
- a main current reference i * M l is generated from the main torque
- step 88 the homopolar current z O is regulated in a closed loop.
- This control loop comprises a step 90 for generating a homopolar voltage set u M0 from a comparison of the homopolar current setpoint i M * 0 and the homopolar current i M o corresponding to the zero sequence component of the currents flowing in the phases of the motor.
- a step 96 of generating a homopolar current z ' O from the obtained homopolar voltage is also represented.
- step 94 the component i md of the main current is regulated in a closed loop.
- This control loop comprises a step 96 of generation of a component u Mld of main voltage set from a comparison of the component i MU of the main current set and the component i Mld of the main current flowing in the phases of the engine .
- a step 98 of generating a component i Mld of the main current from the component u Mld of the main voltage obtained is also represented.
- step 100 the component Ml of the main stream is regulated in a closed loop.
- This control loop comprises a step 102 for generating a principal voltage component Mlq set from a comparison of the component i M * lq to ⁇ x main current and the component i Ml of the main current flowing in the phases of the engine.
- a step 104 of generating a component z 1? of the main current from the main voltage component u UXq is also shown.
- Steps 92, 98, 104 correspond to the supply of the motor with the voltages u u , u v , u w corresponding to the voltages u M o, u M id, u M i q coming from the voltage instructions.
- step 106 the homopolar current i M0 is converted into a homopolar torque T M0 .
- step 108 the components i Mld and i Ml of the main stream are converted into a main pair T M1 .
- the injection of the calculated current is carried out, for example, by an adequate control of the switches 24 by the control circuit 26.
- the control circuit 26 then corresponds to means for injecting the homopolar current i M0 .
- homopolar current injection can be neutralized.
- the embodiment described relates to a three-phase motor
- the invention applies advantageously to any motor with N independent phases.
- the ranks of the compensable torque pulsations by a homopolar current injection depend on N.
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Abstract
Ce procédé de commande d'un moteur électrique à courant alternatif polyphasé à phases indépendantes comprenant une étape de compensation d'au moins une perturbation d'un couple du moteur est caractérisé en ce que l'étape de compensation comprend l'injection (106) d'un courant homopolaire (i
M
0) dans le moteur.
Description
Procédé de commande d'un moteur électrique et dispositif électrique correspondant
La présente invention concerne un procédé de commande d'un moteur électrique. Elle concerne également un dispositif électrique correspondant.
Plus particulièrement, l'invention concerne le domaine des moteurs électriques à courant alternatif utilisés notamment dans les véhicules automobiles électriques.
Un véhicule électrique est équipé de batteries haute tension délivrant un courant continu à un onduleur qui transforme ce courant continu en un courant alternatif permettant d'alimenter un moteur électrique, ce dernier assurant la mise en mouvement du véhicule.
Lors de l'alimentation du moteur, des perturbations de couple du moteur peuvent apparaître. Ces perturbations comprennent principalement des pulsations de couple dues notamment au couple réluctant de saillance et aux harmoniques de rang 5 de la force électromotrice du moteur, dans le cas d'un moteur triphasé.
Ces pulsations de couple génèrent du bruit dans le véhicule. Elles peuvent également entraîner une usure mécanique du moteur et une dégradation de la commande du moteur.
Pour réduire ces pulsations de couple, les constructeurs de moteurs cherchent généralement à éliminer les harmoniques d'ordre 5 de la force électromotrice et/ou le couple réluctant de saillance.
Cependant, la conception de tels moteurs ne possédant pas les défauts précités est très coûteuse.
La présente invention vise à améliorer la situation.
A cet effet, l'invention concerne tout d'abord un procédé de commande d'un moteur électrique à courant alternatif polyphasé à phases indépendantes, ledit procédé comprenant une étape de compensation d'au moins une perturbation d'un couple du moteur, caractérisé en ce que l'étape de compensation comprend l'injection d'un courant homopolaire dans le moteur.
Dans un moteur électrique à phases indépendantes, le courant circulant dans un bobinage d'une phase quelconque du moteur est indépendant du courant circulant dans les bobinages des autres phases.
A titre d'exemple, un moteur triphasé à phases indépendantes ne présente pas de couplage en étoile ni en triangle.
Le courant homopolaire (également appelé « zero-sequence current » en anglais) est égal à la moyenne des courants circulant dans les phases du moteur.
De manière remarquable, la présente invention utilise ce courant homopolaire, généralement considéré comme une perturbation que l'on cherche à supprimer, pour compenser les perturbations de couple du moteur.
La solution de l'invention, intervenant au niveau de la commande du moteur électrique, est moins coûteuse que les solutions antérieures, intervenant au niveau de la conception du moteur.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de détection de la perturbation du couple, à courant homopolaire nul.
Selon une réalisation, le procédé comprend une étape de détermination d'un couple consigne visant à atténuer la perturbation du couple.
De préférence, le procédé comprend une étape de décomposition du couple consigne en un couple homopolaire et un couple principal.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de régulation en boucle fermée du courant homopolaire.
Encore avantageusement, l'étape de compensation d'au moins une perturbation du couple est une étape de compensation d'au moins une pulsation du couple.
Selon une réalisation préférée, la pulsation du couple est générée lors d'une alimentation en courant du moteur.
Avantageusement, le moteur est triphasé et la pulsation du couple compensée correspond à au moins un harmonique de rang multiple de 3 dudit couple.
De préférence, la pulsation du couple compensée correspond à un harmonique de rang
6.
Plus précisément, l'harmonique de rang 6 du couple est compensé grâce à l'interaction entre le courant homopolaire injecté et l'harmonique de rang 3 de la force électromotrice du moteur, le courant homopolaire correspondant à un harmonique de rang 3 du courant d'alimentation dans un moteur triphasé.
Selon une réalisation, le procédé comprend une étape de détermination d'un risque de mise en résonance de la pulsation du couple et/ou de dépassement d'un seuil de bruit, par rapport au bruit ambiant, généré par ladite pulsation du couple. Dans le procédé selon cette réalisation, ladite étape d'injection d'un courant homopolaire a lieu en cas d'apparition dudit risque.
L'invention concerne également un dispositif électrique comprenant un moteur à courant alternatif polyphasé à phases indépendantes et un système de commande du moteur, ledit système de commande comprenant des moyens de compensation d'au moins une perturbation d'un couple du moteur, caractérisé en ce que les moyens de compensation comprennent des moyens d'injection d'un courant homopolaire dans le moteur.
Avantageusement, le système de commande comprend une batterie et un onduleur.
L'onduleur transforme le courant continu délivré par la batterie pour alimenter le moteur.
De préférence, l'onduleur comprend au moins une structure de pont en H pour chaque phase du moteur.
L'utilisation d'un pont en H par rapport à un pont triphasé classique permet une plus grande liberté de commande du moteur.
Avantageusement, le dispositif comprend un convertisseur continu-continu entre la batterie et l'onduleur.
Ce convertisseur continu-continu assure l'adaptation du niveau de tension à celui de la batterie.
Des modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits de façon plus précise, mais non limitative, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma représentant un dispositif électrique selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 illustre la structure d'un moteur triphasé à phases indépendantes ;
- la figure 3 illustre les pulsations de couple apparaissant lors d'une alimentation en courant du moteur de la figure 2 ;
- la figure 4 illustre la compensation des pulsations de couple par injection d'un courant homopolaire selon un mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 5 est un schéma illustrant la structure et le fonctionnement du procédé de commande selon un mode de réalisation de P invention.
La figure 1 représente un dispositif électrique 2 selon un mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif 2 comprend un moteur à courant alternatif triphasé 4 comprenant 3 phases U, V, W indépendantes, c'est-à-dire non couplées électriquement.
Le dispositif 2 comprend également un onduleur 6 comprenant 3 ponts en H 8, 10, 12 alimentant respectivement les phases U, V, W du moteur 4 à partir d'une batterie 14.
Le dispositif 2 est prévu pour fonctionner, par exemple, selon deux modes :
- un mode d'alimentation dans lequel il assure l'alimentation en courant alternatif du moteur 4 à partir de la batterie 14 en passant par l'onduleur 6 ;
- un mode de charge dans lequel il assure la charge de la batterie 14 à partir du réseau électrique raccordé sur une connectique 16 en employant les enroulements 18, 20, 22 du moteur 4 comme inductances.
Chaque pont en H 8, 10, 12 comprend quatre commutateurs 24 répartis sur des bras référencés de A à F. A titre d'exemple, les commutateurs 24 sont formés d'un transistor et d'une diode montés en parallèle.
Le fonctionnement de l'onduleur et/ou le passage du mode d'alimentation au mode de charge est géré par un circuit de commande 26 qui pilote notamment les commutateurs 24 des bras A à F. Les connexions entre le circuit de commande 26 et les commutateurs 24 ne sont pas représentés.
Le dispositif 2 comprend également un convertisseur DC/DC 28 disposé entre l'alimentation 14 et l'onduleur 6. Il s'agit, notamment, d'un convertisseur permettant d'élever la tension fournie par la batterie 14. A titre d'exemple, le convertisseur DC-DC 28 comprend une inductance et deux commutateurs, chaque commutateur étant formé d'un transistor et d'une diode montés en parallèle.
De préférence, un condensateur est raccordé entre le convertisseur DC/DC 28 et l'onduleur 6.
Les enroulements 18, 20, 22 du moteur 4 (figure 2) sont alimentés avec des tensions Uu, uv, uw, respectivement.
Sous l'effet de ces tensions d'alimentation et des forces électromotrices eu, ev, ew des trois phases U, V, W respectivement, des courants de phases iu, iv, iw apparaissent sur les trois phases U, V, W respectivement.
Dans la suite de la description, les notations suivantes seront utilisées : luvw
Le moteur 4 peut ainsi être modélisé selon la relation suivante :
+ euvw où est une résistance et [L] est une matrice dt
d'inductances.
Les grandeurs électriques de ce modèle ont une composante homopolaire correspondant à la composante commune partagée par les 3 phases U, V, W.
La tension homopolaire est définie par uM0 = ( + uv + uw )/ 2> .
La force électromotrice homopolaire est définie par eM0 = {ev + ev + ew )/ 3 .
Le courant homopolaire est défini par iM0 = {iv + iv + iw )/ 3 .
Le couple T du moteur 4 est donné par l'expression -■uvw -luvw ). où Ω désigne la vitesse de rotation du moteur.
Ce couple T peut être décomposé en un couple homopolaire TMo et un couple principal
TMI : = TM0 + TMl = l/ Ω,(βΜ0 i 0 + eMl iMl ) .
Autrement dit, le moteur 4 est en quelque sorte décomposé en deux machines fictives MO et M l , MO étant la machine fictive homopolaire et Ml étant la machine fictive principale.
Les deux machines fictives MO et Ml ont une même vitesse de rotation Ω. Cependant, chacune de ces deux machines est caractérisée par sa propre famille d'harmoniques comme décrit dans la Table 1.
Composante Rangs harmoniques
Homopolaire (MO) 0, 3, 6, 9, 12, 15...
Principale (Ml) 1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 13...
Table 1
Ainsi, la machine MO est affectée uniquement par des harmoniques de tension, de courant ou de force électromotrice de rang multiple de 3.
La machine Ml est affectée uniquement par des harmoniques de tension, de courant ou de force électromotrice de rang 1, 2, 4, 5, 7...
Dans le moteur 4, la machine MO produit un couple homopolaire, dit puisant, lorsque eM0≠ 0 et iM0≠ 0 et la machine Ml produit un couple principal, constant ou constant et puisant.
De manière remarquable, la présente invention propose de contrôler le courant homopolaire iMo pour compenser des pulsations de couple existantes, notamment lorsque le courant homopolaire est nul, c'est-à-dire des pulsations du couple principal.
Dans le dispositif 2, le courant iMo est contrôlable à n'importe quelle valeur. Le courant homopolaire créé peut être injecté dans les enroulements 18, 20, 22 des phases U, V, W du moteur 4.
La figure 3 illustre un couple moteur subissant des pulsations (graphe de droite). Il peut s'agir des pulsations de couple apparaissant lors d'une alimentation en courant du moteur 4.
Plus précisément, la figure 3 comprend trois graphes 3a, 3b, 3c sur lesquels sont respectivement représentées les formes d'onde de la force électromotrice, du courant et du couple du moteur 4.
Sur la partie 3a, la courbe en trait continu 40 représente la force électromotrice eu, la courbe en trait discontinu 42 représente la force électromotrice ey, et la courbe en pointillés 44 représente la force électromotrice e-w- Ainsi qu'il apparaît sur ces courbes 40, 42, 44, la force électromotrice du moteur 4 n'est pas sinusoïdale et présente des harmoniques de rang supérieur à 1, notamment des harmoniques de rang 3 et de rang 5, provenant de la stucture de la machine électrique notamment de ses enroulements.
Sur la partie 3b, la courbe en trait continu 46 représente le courant iu, la courbe en trait discontinu 48 représente le courant iv, et la courbe en pointillés 50 représente le courant iw.
Ainsi qu'il apparaît sur ces courbes 46, 48, 50, le courant d'alimentation du moteur 4 est ici sinusoïdal. Il présente uniquement un fondamental, c'est à dire un harmonique de rang 1. Ce courant ne contient pas de composante homopolaire.
La courbe 52 de la partie 3c représente le couple résultant. Ce couple présente des pulsations autour de sa valeur moyenne.
Dans cet exemple, ces pulsations de couple correspondent à des harmoniques de rang 6 résultant de l'interaction entre le fondamental du courant et l'harmonique de rang 5 de la force électromotrice alors que la valeur moyenne du couple est obtenue par l'interaction du fondamental du courant et du fondamental de la force électromotrice.
En outre, il est remarquable qu'il n'y ait aucune interaction entre le courant sinusoïdal et l'harmonique de rang 3 de la force électromotrice. Ainsi, l'harmonique de rang 3 de la force électromotrice n'a aucun effet sur le couple lorsqu'un courant dépourvu de composante homopolaire alimente le moteur.
La figure 4 illustre la compensation des pulsations de couple par injection d'un courant homopolaire, selon l'invention.
Plus précisément, la figure 4 comprend trois parties 4a, 4b, 4c sur lesquelles sont représentées les formes d'onde respectivement de la force électromotrice, du courant et du couple du moteur 4.
Sur la partie 4a, la courbe en trait continu 60 représente la force électromotrice eu, la courbe en trait discontinu 62 représente la force électromotrice ev, et la courbe en pointillés 64 représente la force électromotrice e-w- La force électromotrice étant une grandeur intrinsèque du moteur 4, les courbes 60, 62, 64 sont respectivement identiques aux courbes 40, 42, 44.
Sur la partie 4b, la courbe en trait continu 66 représente le courant iu, la courbe en trait discontinu 68 représente le courant iv, et la courbe en pointillés 70 représente le courant iw.
Ainsi qu'il apparaît sur ces courbes 66, 68, 70, un courant homopolaire a été ajouté au courant d'alimentation sinusoïdal de la figure 3. Ce courant homopolaire présente un harmonique de rang 3 qui appraît au niveau du courant d'alimentation total résultant.
La courbe 72 de la partie 3c représente le couple résultant. De manière remarquable, grâce à l'injection d'un courant homopolaire, ce couple est quasiment constant. Il ne présente plus de pulsations autour de sa valeur moyenne.
Dans cet exemple, les pulsations de couple correspondant à des harmoniques de rang 6 résultant de l'interaction entre le fondamental du courant et l'harmonique de rang 5 de la force électromotrice sont compensées par l'interaction entre le courant homopolaire (harmonique de rang 3 du courant) avec l'harmonique de rang 3 de la force électromotrice.
En outre, il est remarquable que la valeur moyenne du couple peut être augmentée suite à l'injection du courant homopolaire.
La suite de la description décrit, en référence à la figure 5, un exemple de commande du moteur 4 permettant de compenser les pulsations de couple en injectant un courant homopolaire adapté dans le moteur 4.
Lors d'une étape préalable non représentée, une pulsation de couple est détectée à courant homopolaire nul.
Une étape de détermination de la fréquence de la pulsation de couple pourra aussi être prévue, déterminant ou non la suite du processus. En particulier, le processus sera poursuivi si la pulsation présente une fréquence égale ou proche de celle d'un harmonique de rang mutiple de 3 du courant d'alimentation du moteur.
Lors d'une étape 80, un couple moteur consigne T* m , visant à atténuer la pulsation de couple détectée, est déterminé.
Ce couple consigne est décomposé, à l'étape 82, en un couple homopolaire consigne T^0 et un couple principal consigne TM * l .
A l'étape 84, un courant homopolaire consigne iM * O est généré à partir du couple homopolaire T^0 .
A l'étape 86, un courant principal consigne iM * l est généré à partir du couple principal
TM * l . Ce courant principal se décompose, selon le formalisme de Park de "la machine dq", en deux composantes MU et iM * l .
A l'étape 88, le courant homopolaire z O est régulé en boucle fermée. Cette boucle de régulation comprend une étape 90 de génération d'une tension homopolaire consigne uM0 à partir d'une comparaison du courant homopolaire consigne iM * 0 et du courant homopolaire iMo correspondant à la composante homopolaire des courants circulant dans les phases du moteur. Une étape 92 de génération d'un courant homopolaire z' O à partir de la tension homopolaire obtenue est également représentée.
A l'étape 94, la composante imd du courant principal est régulée en boucle fermée. Cette boucle de régulation comprend une étape 96 de génération d'une composante uMld de tension principale consigne à partir d'une comparaison de la composante iM U du courant principal consigne et de la composante iMld du courant principal circulant dans les phases du moteur. Une étape 98 de génération d'une composante iMld du courant principal à partir de la composante uMld de la tension principale obtenue est également représentée.
A l'étape 100, la composante iMl du courant principal est régulée en boucle fermée. Cette boucle de régulation comprend une étape 102 de génération d'une composante uMlq de tension principale consigne à partir d'une comparaison de la composante iM * lq à\x courant principal et de la composante iMl du courant principal circulant dans les phases du moteur. Une étape 104 de génération d'une composante z 1? du courant principal à partir de la composante uUXq de tension principale est également représentée.
Les étapes 92, 98, 104 correspondent à l'alimentation du moteur avec les tensions uu, uv, uw correspondant aux tensions uMo, uMid, uMiq provenant des consignes de tension.
Pour le fonctionnement de la boucle de régulation, on pourra mesurer le courant dans chaque phase du moteur, en déduire le courant homopolaire iMo et/ou les composantes iMid, ifviiq du courant principal qui seront fournies à des comparateurs 110, 112, 114 de chacune des boucles.
A l'étape 106, le courant homopolaire iM0 est converti en un couple homopolaire TM0 .
A l'étape 108, les composantes iMld et iMl du courant principal sont converties en un couple principal TMl . Le couple résultant Tem , donné par l'expression Tem = TM0 +TMl , est un couple dans lequel la pulsation a été compensé, au temps de réponse de la boucle de régulation près.
L'injection du courant calculé est effectuée, par exemple, par une commande adéquate des commutateurs 24 par le circuit de commande 26. Le circuit de commande 26 correspond alors à des moyens d'injection du courant homopolaire iM0 .
Si le fonctionnement du véhicule masque la perturbation de couple, l'injection de courant homopolaire peut être neutralisée. Ainsi, on pourra procéder à l'injection de courant homopolaire seulement en cas de détection d'un dépassement de seuil de bruit, par rapport au bruit ambiant au niveau du moteur.
Bien que le mode de réalisation décrit concerne un moteur triphasé, l'invention s'applique avantageusement à tout moteur à N phases indépendantes. Dans ce cas, les rangs des pulsations de couple compensables par une injection de courant homopolaire dépendent de N.
Claims
1. Procédé de commande d'un moteur électrique (4) à courant alternatif polyphasé à phases indépendantes (U, V, W), ledit procédé comprenant une étape de compensation d'au moins une pulsation d'un couple du moteur (4),
le procédé comprenant en outre une étape de détermination d'un risque de mise en résonance de la pulsation du couple et/ou de dépassement d'un seuil de bruit, par rapport au bruit ambiant, généré par ladite pulsation du couple, et l'étape de compensation ayant lieu lors de l'apparition dudit risque et comprenant l'injection (106) d'un courant homopolaire
( z 0 ) dans le moteur (4).
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant une étape de détection de la perturbation du couple, à courant homopolaire nul.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant une étape de détermination (80) d'un couple consigne ( T* m ) visant à atténuer la perturbation du couple.
4. Procédé selon la revendication 3, comprenant une étape de décomposition (82) du couple consigne ( T* m ) en un couple homopolaire ( T^0 ) et un couple principal ( TM * l ).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de régulation (88) en boucle fermée du courant homopolaire ( z 0 ).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pulsation du couple est générée lors d'une alimentation en courant du moteur (4).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moteur (4) est triphasé et la pulsation du couple compensée correspond à au moins un harmonique de rang multiple de 3 dudit couple.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la pulsation du couple compensée correspond à un harmonique de rang 6.
9. Dispositif électrique (2) comprenant un moteur à courant alternatif (4) polyphasé à phases indépendantes (U, V, W) et un système de commande du moteur (4), ledit système de commande comprenant des moyens de compensation d'au moins une pulsation d'un couple du moteur (4) et des moyens de détermination d'un risque de mise en résonance de la pulsation du couple et/ou de dépassement d'un seuil de bruit, par rapport au bruit ambiant, généré par ladite pulsation du couple,
les moyens de compensation comprennant des moyens d'injection (26) d'un courant homopolaire ( z 0 ) dans le moteur (4) lors de l'apparition dudit risque.
10. Dispositif (2) selon la revendication9, dans lequel le système de commande comprend une batterie (14) et un onduleur (6).
11. Dispositif (2) selon la revendication 10, dans lequel l'onduleur (6) comprend au moins une structure de pont en H (8, 10, 12) pour chaque phase (U, V, W) du moteur (4).
12. Dispositif (2) selon la revendication 10 ou 11, comprenant un convertisseur continu- continu (28) entre la batterie (14) et l'onduleur (6).
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104065255A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-09-24 | 南京航空航天大学 | 一种基于零序环流前馈的并联三相四桥臂逆变器环流抑制方法 |
KR20140122690A (ko) * | 2013-04-10 | 2014-10-20 | 발레오 시스템므 드 꽁트롤르 모뙤르 | 회전 구동 시스템, 인버터를 제어하는 방법 및 연관된 컴퓨터 프로그램 |
CN104734601A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 法雷奥电机控制系统公司 | 旋转驱动系统、逆变器控制方法及相关计算机程序 |
CN106655936A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-05-10 | 江苏大学 | 一种少稀土永磁电机零序电流抑制控制系统及方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3004871B1 (fr) * | 2013-04-19 | 2017-01-13 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Procede d'alimentation electrique d'un moteur electrique, programme d'ordinateur associe, dispositif de commande d'un onduleur et machine tournante electrique |
JP6488192B2 (ja) * | 2015-05-25 | 2019-03-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | インバータ制御装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1211798A2 (fr) * | 2000-11-22 | 2002-06-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Méthode et dispositif de contrôle d'un moteur |
FR2865868A1 (fr) * | 2004-01-29 | 2005-08-05 | Renault Sas | Dispositif d'alimentation d'un actionneur a aimant permanent |
EP1826899A1 (fr) * | 2004-11-24 | 2007-08-29 | NSK Steering Systems Co., Ltd. | Moteur sans balai avec son dispositif de commande et dispositif de direction assistee motorisee utilisant le dispositif de commande du moteur sans balai |
-
2011
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-
2012
- 2012-04-05 WO PCT/FR2012/050751 patent/WO2012143643A1/fr active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1211798A2 (fr) * | 2000-11-22 | 2002-06-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Méthode et dispositif de contrôle d'un moteur |
FR2865868A1 (fr) * | 2004-01-29 | 2005-08-05 | Renault Sas | Dispositif d'alimentation d'un actionneur a aimant permanent |
EP1826899A1 (fr) * | 2004-11-24 | 2007-08-29 | NSK Steering Systems Co., Ltd. | Moteur sans balai avec son dispositif de commande et dispositif de direction assistee motorisee utilisant le dispositif de commande du moteur sans balai |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
CHAPMAN L ET AL: "Multiple Reference Frame Analysis of Non-sinusoidal Brushless DC Drives", IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY CONVERSION, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 14, no. 3, 1 September 1999 (1999-09-01), pages 440 - 446, XP011084449, ISSN: 0885-8969, DOI: 10.1109/60.790894 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140122690A (ko) * | 2013-04-10 | 2014-10-20 | 발레오 시스템므 드 꽁트롤르 모뙤르 | 회전 구동 시스템, 인버터를 제어하는 방법 및 연관된 컴퓨터 프로그램 |
KR102315116B1 (ko) * | 2013-04-10 | 2021-10-21 | 발레오 시스템므 드 꽁트롤르 모뙤르 | 회전 구동 시스템, 인버터를 제어하는 방법 및 연관된 컴퓨터 프로그램 |
CN104734601A (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-24 | 法雷奥电机控制系统公司 | 旋转驱动系统、逆变器控制方法及相关计算机程序 |
FR3015804A1 (fr) * | 2013-12-20 | 2015-06-26 | Valeo Sys Controle Moteur Sas | Systeme d'entrainement, procede de commande d'un onduleur et programme d'ordinateur associe |
EP2887539A3 (fr) * | 2013-12-20 | 2015-08-05 | Valeo Systèmes De Contrôle Moteur | Système d'entraînement, procédé de commande d'un onduleur et programme d'ordinateur associé |
US9735721B2 (en) | 2013-12-20 | 2017-08-15 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Rotary drive system, method for controlling an inverter and associated computer program |
CN110549869A (zh) * | 2013-12-20 | 2019-12-10 | 法雷奥电机控制系统公司 | 旋转驱动系统、逆变器控制方法及相关计算机程序 |
CN104065255A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-09-24 | 南京航空航天大学 | 一种基于零序环流前馈的并联三相四桥臂逆变器环流抑制方法 |
CN106655936A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-05-10 | 江苏大学 | 一种少稀土永磁电机零序电流抑制控制系统及方法 |
Also Published As
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