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Chapitre 3. Estimation des paramètres du SAPF et présentation du banc d’essais expérimental Les trois bras d’onduleur sont constitués chacun d’un module de deux IGBT avec en antiparallèle des diodes rapides (SKM 50 GB 123 D). L’ensemble est monté sur un dissipateur. Le rendement de l’onduleur au point nominal est estimé à 95% avec des pertes de 500W (45% de conduction et 55% de commutation). De ce fait, un radiateur d’une résistance thermique de 0.1°C/W de type PE 16, de longueur 340mm et refroidi par ventilation forcée (4m/s) a été ajouté. Le condensateur du bus continu, de capacité ( Cdc) correspondante à la valeur estimée auparavant, est mis en parallèle avec des résistances de décharges ( R DC ) . Les spécifications techniques du SAPF sont rassemblées dans le tableau 3.9. 3.2.3 Instrumentation Il est à noter que toutes les stratégies de commande développées dans le cadre de cette thèse et pour un régime équilibré, ne nécessitent que cinq capteurs (deux pour les courants de source, deux pour les tensions de source et un capteur pour la tension du bus continu). Cela représente un gain relativement à d’autres techniques qui nécessitent au moins deux capteurs de plus. Les capteurs de courants et de tension sont indispensables pour les algorithmes de commandes du SAPF et constituent l’interface avec la partie puissance. La mesure des courants et des tensions est effectuée à l’aide de capteurs à effet Hall. 3.2.3.1 Mesure des courants Afin d’effectuer une mesure précise et fiable du courant nécessaire pour obtenir une commande adéquate, il est impératif d’avoir une bonne linéarité, une isolation galvanique et une large bande passante au niveau du capteur. Pour cela, des capteurs de courant de type LA 55-P, de la société LEM [33 LEM], fonctionnant en boucle fermée avec compensation et utilisant l’effet Hall, remplissent cette tâche avec un rapport de transformation de 1/1000. Ils possèdent une bande passante à R2 R22 Rv22 + 15 −15 C1 Is LA 55 - P + M − −15 Rm 4 2 3 R1 7 + 15 100nF 6 TL081 C2 100nF Im FIG. 3.15- Schéma électrique de la chaine de mesure du courant de source. 122
3.2 Description du banc d’essais du SAPF -1dB comprise entre 0Hz et 200kHz et un dI / dt correctement suivi meilleur que > 200 A/ µ s . La figure 3.15 montre l’interface électronique qui permet en sortie un rapport courant/tension compatible avec les entrées analogiques des systèmes d’acquisition temps réels (Valeurs utilisées + / −10V crête). Le courant est converti en une tension par une simple résistance de précision ( Rm) dont la valeur ne dépend que du seuil de tension que l’on désire obtenir, image du calibre. Dans cette application le rapport de conversion est fixé à 0.6 V/A. De plus, un étage amplificateur en sortie de la mesure est rajouté. Ce dernier permet également d’éviter tout problème d’adaptation d’impédance lors de la connexion de la sortie mesurée à l’entrée d’autres modules électroniques. 3.2.3.2 Mesure des tensions (Vs , Vdc ) Pour concevoir des capteurs de tension précis, possédant une large bande passante, de faibles perturbations et insensibles aux champs magnétiques environnants, le coût s’avère élevé. Hors, les bruits secondaires dûs à la qualité de l’instrumentation ont un impact direct sur la commande et plus précisément dans le cas de la tension du bus continu. Par conséquent, la solution retenue pour la mesure des tensions est la mise en œuvre de sondes différentielles HZ64 [34 Ham] qui permettent les mesures flottantes pour tout système d’acquisition. Elles sont caractérisées par une très grande bande passante : DC à 20MHz , une atténuation : 1 : 20 ou 1 : 200 , une précision : ± 2 % , une tension maximale différentielle d’entrée de 1000 VAC/DC et une impédance d’entrée de 4M Ω // 1.2pF . En sortie, le niveau de tension est de ± ≤ 6.5V avec une impédance de 1M Ω . 3.2.4 Structure de commande Deux types de structure pour la génération des signaux de commande du SAPF sont conçus : une structure de commande numérique et une structure de commande hybride (Numérique-Analogique). Pour cela, un outil purement numérique (dSPACE) associé à des modules analogiques remplissent cette tâche. Dans ce paragraphe, l’ensemble de ces outils sont décrits à partir de leurs constitutions, principes de fonctionnement et leurs utilisations dans la chaîne de commande du SAPF. 3.2.4.1 Système de commande numérique (dSPACE) a. Constitution et fonctionnement du système Le système numérique utilisé, sur lequel les algorithmes de contrôle du SAPF sont 123
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Ma reconnaissance et mes remercieme
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