Pilotage d ’un actionneur synchrone par le DSP TMS 320 F 240 de chez Texas Instruments. suiveur: M. Réama Choo Joo Hwee Lamant Christophe Ramanaïdou Etex

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

Couple produit par un système électromécanique : Les difficultés de commande diffèrent suivant la machine utilisée.

2- Les deux grandes familles de moteurs 1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 2.1- Les machines à courant continu 2.2- Les machines à champ tournant 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 2.1- Les machines à courant continu 2.2- Les machines à champ tournant 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

La machine à courant continu De plus I et  sont indépendants  réglages souples

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 2.1- Les machines à courant continu 2.2- Les machines à champ tournant 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

Théorème de Ferraris  Champ tournant La machine synchrone N S Théorème de Ferraris  Champ tournant

3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 3.1- La commande scalaire 3.2- La commande vectorielle 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 3.1- La commande scalaire 3.2- La commande vectorielle 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

1re solution : la commande scalaire Onduleur b c a Commande Asservissement Des trois courants Comparaison Courants de référence Ir1 Ir2 Ir3 ia ib ic Position  Mise en œuvre des correcteurs compliquée  Offre peu de possibilités en ce qui concerne les lois de commande.

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 3.1- La commande scalaire 3.2- La commande vectorielle 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

2ème solution : la commande vectorielle Onduleur b c a Commande P-1 P Cd Cq id iq idref iqref ia ib ic Position Les courants id et iq sont constants si les courants réels sont sinusoïdaux Les deux axes sont découplés  contrôle indépendants des deux courants Possibilité d ’envisager des commandes numériques

Commande vectorielle : système diphasé  d q a c   b La commande vectorielle nécessite la transformation : Triphasé  Diphasé

Commande vectorielle : Transformée de Park  b q d a c  2p/3

Commande vectorielle : expression du couple

Commande vectorielle : contrôle du couple  Is  s d q

4- L ’organe de calcul 1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 4.1- Le D.S.P. TMS 320 F 240 4.2- Les principaux éléments utilisés 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 4.1- Le D.S.P. TMS 320 F 240 4.2- Les principaux éléments utilisés 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

Le D.S.P. TMS320F240 contrôleurs performants permet d ’implanter des algorithmes complexes : contrôleurs performants diminution du nombre de capteurs (observateur-contrôleur) calcul en temps réel minimisation du nombre de commutations des interrupteurs de puissance.

Caractéristiques du TMS320F240 virgule fixe 20 millions d ’opérations par seconde 2 C.A.N simultanés circuit Q.E.P 12 sorties PWM avec gestion des temps morts

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 4.1- Le D.S.P. TMS 320 F 240 4.2- Les principaux éléments utilisés 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

Sorties Entrées unité de capture C.P.U C.P.U D.S.P D.S.P

Sorties Entrées modulation de largeur d ’impulsions unité de capture unité arithmétique et logique convertisseur analogique numérique convertisseur numérique analogique C.P.U C.P.U D.S.P D.S.P

5- La programmation du contrôle vectoriel 1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 5.1- L ’acquisition des courants 5.2- Le régulateur de courant 5.3- La génération des impulsions 6- L ’onduleur triphasé

underflow du timer 1 Boucle infinie Initialisation: des variables des registres underflow du timer 1 Boucle infinie

Assignement des cycles ic=-ia-ib Transfo réel/Clarke Transfo Clarke/Park ic ib ia iq id idref = 0 iqref Régulation en courant PI Vq Vd Va Vb Détection du secteur t2 t1 Détermination des trois cycles tcon tbon taon Assignement des cycles au phase du moteur (CMPRx) Onduleur q Transfo Park/Clarke + - Calcul des temps t1 et t2 Système Boucle de retour Correcteur DSP q = - 90°

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 5.1- L ’acquisition des courants 5.2- Le régulateur de courant 5.3- La génération des impulsions 6- L ’onduleur triphasé

Charge ia ib q DSP

Charge q ia ib ic=-ia-ib ia ib ic DSP

Charge q ia ib ic=-ia-ib ia ib ic Transfo réel/Clarke ia ib DSP

Charge q ia ib ic=-ia-ib ia ib ic Transfo réel/Clarke ia ib DSP

Charge q ia ib ic=-ia-ib ia ib ic Transfo réel/Clarke Boucle de retour ia ib Transfo Clarke/Park id iq DSP

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 5.1- L ’acquisition des courants 5.2- Le régulateur de courant 5.3- La génération des impulsions 6- L ’onduleur triphasé

Charge q ia ib ic=-ia-ib ia ib ic Transfo réel/Clarke Boucle de retour Transfo Clarke/Park id iq Vq Vd Correcteur - Régulation en courant PI + + - DSP idref = 0 iqref

1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 5.1- L ’acquisition des courants 5.2- Le régulateur de courant 5.3- La génération des impulsions 6- L ’onduleur triphasé

Charge q ia ib ic=-ia-ib ia ib ic Transfo réel/Clarke Boucle de retour Vb Va Transfo Clarke/Park Transfo Park/Clarke id iq Vq Vd Correcteur - Régulation en courant PI + + - DSP idref = 0 iqref

Charge q ia ib ic=-ia-ib ia ib ic Transfo réel/Clarke Boucle de retour Détection du secteur ia ib Vb Va Transfo Clarke/Park Transfo Park/Clarke id iq Vq Vd Correcteur - Régulation en courant PI + + - DSP idref = 0 iqref

Détection du secteur de la tension (V, V) 1 V2 (010) V6 (110) 3 5 Vm  V4 (011) V3 (011) V 2 4 V1 (001) 6 V5 (101)

La tension (V, V) est transformée dans les variables intermédiares Vref1 Vref2 Vref3

Charge q ia ib ic=-ia-ib ia ib ic t1 t2 Transfo réel/Clarke Calcul des temps t1 et t2 Boucle de retour Détection du secteur ia ib Vb Va Transfo Clarke/Park Transfo Park/Clarke id iq Vq Vd Correcteur - Régulation en courant PI + + - DSP idref = 0 iqref

Calcul des temps t1 et t2 correspondants au secteur de la tension V V secteur Y Z X t1 t2 t1 t2

Charge q taon tbon tcon ia ib Détermination des trois cycles ic=-ia-ib Transfo réel/Clarke Calcul des temps t1 et t2 Boucle de retour Détection du secteur ia ib Vb Va Transfo Clarke/Park Transfo Park/Clarke id iq Vq Vd Correcteur - Régulation en courant PI + + - DSP idref = 0 iqref

Détermination des trois cycles taon tbon tcon

Assignement des cycles au phase du moteur (CMPRx) Onduleur q taon tbon tcon ia ib Détermination des trois cycles ic=-ia-ib ia ib ic t1 t2 Transfo réel/Clarke Calcul des temps t1 et t2 Système Boucle de retour Détection du secteur ia ib Vb Va Transfo Clarke/Park Transfo Park/Clarke id iq Vq Vd Correcteur - Régulation en courant PI + + - DSP idref = 0 iqref

Assignement des cycles au phase du moteur taon secteur tbon tcon CMPR1 CMPR2 CMPR3

6- L ’onduleur triphasé 1- Le problème d ’entraînement d ’une charge par un système électromécanique 2- Les deux grandes familles de moteurs 3- Le pilotage d ’un actionneur synchrone 4- L ’organe de calcul 5- La programmation du contrôle vectoriel 6- L ’onduleur triphasé

Onduleur Triphasé DSP E/2 O T1 T2 T3 T4 T5 T6 N A B C CMPR1 CMPR3

Conclusion

Assignement des cycles au phase du moteur (CMPRx) Onduleur q taon tbon tcon ia ib Détermination des trois cycles ic=-ia-ib ia ib ic t1 t2 Transfo réel/Clarke Calcul des temps t1 et t2 Système Boucle de retour Détection du secteur ia ib Vb Va Transfo Clarke/Park Transfo Park/Clarke id iq idref = 0 iqref Régulation en courant PI Vq Vd + - Correcteur DSP

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