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4.3 Lois de commande en mode alternateur 4.3.1 Objectifs En mode générateur la machine doit être capable de délivrer une puissance électrique de l'ordre de 3 à 4 kW entre 800 et 5000 tr/mn en régime stabilisé avec un rendement qui doit être supérieur à 75%. Le critère objectif retenu consiste donc à maximiser le rendement pour éviter les pertes excessives des éléments en mode alternateur. 4.3.2 Comparaison entre simulations et expérimentations Les performances de la machine en alternateur sont représentées figure 4.8. Rendement (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Performances aux points de fonctionnement à puissances nominales (Simulation) Rendement(mesure) Rendement (simulation) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 N (tr/mn) Fig.4.8 Espace de fonctionnement en mode générateur (couplage triangle) La puissance électrique Pelect (Ubat*Ibat) sur la plage de fonctionnement, pour une température des enroulements stator inférieure à 160°C, est supérieure à 2,5 kW. Elle atteint son maximum à 4,3 kW entre 2000 tr/mn et 3000 tr/mn ; ces vitesses correspondent à un régime ‘usuel’ pour la plupart des véhicules. De plus dans cette zone, le rendement atteint plus de 75%, il décroît au- delà de 3000 tr/mn pour stabiliser aux environs de 65% à 5000tr/mn. Le rendement est calculé avec le rapport de la puissance électrique débitée à la batterie sur la puissance mécanique (CΩ). Ces performances sont supérieures à celles d’un alternateur à griffes dont le rendement est de 50% à 65%. La conception optimale associée à l’optimisation des lois de commande a donc permis un dimensionnement satisfaisant le cahier des charges. 90 Puissance (W) 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Performances aux points de fonctionnement à puissances nominales (Mesure) Puissance (mesure) Puissance (simulation) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 N (tr/mn)
Les performances obtenues en simulation sont légèrement supérieures à la mesure sur banc d’essais, en particulier un écart de rendement de 5% à 15% est observé sur la plage de vitesse 2000 et 3000 tr/mn: ceci peut s’expliquer par le choix de négliger des pertes fer dans le modèle utilisé pour les simulations. Les lois de commandes optimales prédéterminées et identifiées par la mesure sur banc d’essais Useff=f(C, N) et fr=f(C, N) sont représentées figure 4.9, 4.10 et 4.11. Useff (V) Lois de commande mode Alternateur Useff (Simulation / Mesure) 36,00 Puissance (w) 500,00 1000,00 1500,00 2000,00 2500,00 3000,00 3500,00 4000,00 4500,00 30,00 24,00 18,00 12,00 6,00 0,00 Imrcr (A) Fig.4.9 Evolution de la tension d’alimentation en mode générateur Lois de commande mode Alternateur Imrcr & Fr (Simulation) -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 175 0 -1 150 125 100 75 50 25 0 Couple (Nm) Fig.4.10 Evolution de l’amplitude crête du courant magnétisant et de fr en fonction du couple 91 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 Fr (Hz) Mes (800 tr/mn) Mes (1000 tr/mn) Mes (5000tr/mn) Mes (3000tr/mn) Sim (800 tr/mn) Sim (1000tr/mn) Sim (3000 tr/mn) Sim (5000 tr/mn) Imrcr (A) (1000tr/mn) Imrcr (A) (2000tr/mn) Imrcr (3000tr/mn) Imrcr (5000tr/mn) Fr (1000tr/mn) Fr (2000tr/mn) Fr (3000tr/mn) Fr (5000tr/mn)
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COMMANDE OPTIMALE DE L’ALTERNO- D
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1.3.2 Repères utilisés ⎡v ⎢
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