Pilotage d ’un actionneur synchrone

Présentation au sujet: "Pilotage d ’un actionneur synchrone"— Transcription de la présentation:

1 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

2 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

3 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

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

5 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

6 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

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

8 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

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

10 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

11 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

12 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.

13 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

14 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

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

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

17 Commande vectorielle : expression du couple

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

19 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

20 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

21 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.

22 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

23 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

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

25

26 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

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28 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

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

30 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°

31 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

32 Charge ia ib q DSP

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

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

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

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

37 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

38 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

39 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

40 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

41 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

42 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)

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

44 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

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

46 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

47 Détermination des trois cycles
taon tbon tcon

48 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

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

50 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

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

52 Conclusion

53 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

54 ?