République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université 20 Août 1955-Skikda Faculté de Technologie Département de Génie Electrique Mémoire Présenté en vue de l’obtention du diplôme de Master Filière : Génie Electrique Spécialité : Commande Electrique THEME Par : BOULAHLIB Marouane KHATTABI Mehdi Soutenu le : 30/09/2020 Devant le Jury composé de : Président: Dr. LALALOU.R Université 20 Août 1955 - Skikda Encadreur : Dr. BOUKALKOUL. L Université 20 Août 1955 - Skikda Examinateur : MAA..OUARGLI.A Université 20 Août 1955 - Skikda Année : 2019 /2020 CONCEPTION D'UN VARIATEUR DE VITESSE POUR UN COMPRESSEUR A BASE D'UN MOTEUR ASYNCHRONE Remerciements Avant tout, nous remercions dieu, le tout puisant, de nous avoir donné le courage et la volonté pour accomplir ce travail. Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude à notre encadreur Dr. Boukalkoul pour sa disponibilité, ses conseils précieux pendant la période de la réalisation de ce travail. Nos respectueux remerciements à l’ensemble des membres du jury pour l’intérêt porté sur notre travail. Nos remerciements également à touts les personnes qui nous ont aidées à réaliser ce travail. Enfin, nous adressons nos vifs remerciements à tous les enseignants du département d’électrotechnique qui ont assisté à notre formation. Dédicace Merci à Allah de m'avoir donné la capacité d'écrire et de réfléchir, la force et la patience d'aller jusqu'au bout du rêve. Je dédie ce modeste travail: -Aux êtres les plus chères à mon cœur, mon Père et ma Mère qui m'ont beaucoup soutenu durant mon cursus d'études et je serai éternellement reconnaissant; Ma petite famille : Ma femme qui ma soutenu durant la préparation de ce travail, ainsi que mes enfants : -Mohamed nadjib et Serine -A on cher frère : Rabah; -A mes cousins : Oncles et Tentes; -A mon encadreur Dr.Boukalkoul pour son amabilité, son soutien et sa disponibilité; -A tous mes enseignants qui m'ont aidé de prés ou de loin à obtenir mon master en électrotechnique; -Enfin à ceux et celles qui m'ont aidé de prés ou de loin pour accomplir ce modeste travail. Marouane Dédicace Merci à Allah de m'avoir donné la capacité d'écrire et de réfléchir, la force et la patience d'aller jusqu'au bout du rêve. Je dédie ce modeste travail: -Aux êtres les plus chères à mon cœur, mon Père et ma Mère qui m'ont beaucoup soutenu durant mon cursus d'études et je serai éternellement reconnaissant; -Ma famille : toute les membres de ma famille Frères et Sœurs qui mon soutenu durant la préparation de ce travail, ainsi que: mes cousins : Oncles et Tentes. -A mon encadreur Dr.Boukalkoul pour son amabilité, son soutien et sa disponibilité; -A tous mes enseignants qui m'ont aidé de prés ou de loin à obtenir mon master en électrotechnique; -Enfin à ceux et celles qui m'ont aidé de prés ou de loin pour accomplir ce modeste travail. Mahdi Liste des symboles Liste des symboles Pm : Puissance du moteur. Pmec : Puissance du mécanisme. Pn : Puissance nominale. Ω : Vitesse de rotation mécanique. L : Inductance du bus continu. C : Capacité du bus continu. Vdc : Tension du bus continu. f.m.m : Force magnétomotrice. θ : angle entre un enroulement rotorique et son homologue statorique. V sabc: Tensions statorique dans un repère tripahsé. V rabc : Tensions rotorique dans un repère tripahsé. I sabc : Courants statorique dans un repère tripahsé. I rabc : Courants rotorique dans un repère tripahsé. s, r : indices relatifs au stator et au rotor respectivement. [ ] T : Matrice transposée. [Msr]: Matrice des inductances mutuelles entre phases statoriques et rotoriques. Ls : Inductance cyclique statorique. Lr : Inductance cyclique rotorique. Rs, : Résistance d'une phase d'un enroulement au statror . Liste des symboles Rr : Résistance d'une phase d'un enroulement au rotor. ls : Inductance propre d'un enroulement statorique. lr : Inductance propre d'un enroulement rotorique. Lm : inductance mutuelle maximale entre une phase de stator et une phase de rotor. Ms : Inductance mutuelle entre enroulement statorique. Mr : Inductance mutuelle entre enroulement rotorique. σ : coefficient de dispersion magnétique. P : nombre de paire de pôles. f : coefficient de frottement visqueux. θs: angle entre la phase du stator et l'axe d. θr : angle entre la phase du rotor et l'axe d. Cem : couple électromagnétique. Cr : couple de charge. Φ sabc: Flux des phases a,b,c statoriques. Φ rabc : Flux des phases a,b,c rotorique. [P] : Matrice de park. [T23] : Matrice de Concordia. X abc : Axes correspondant à un repère triphasé. X αβo : Axes correspondant à un repère diphasé. X dqo: Axes correspondant à un repère diphasé tournant. Liste des symboles V sαβo : Tensions statorique dans un repère diphasé. V rαβo : Tensions rotorique dans un repère diphasé. I sαβo : Courants statorique dans un repère diphasé. I rαβo : Courants rotorique dans un repère diphasé. V sdqo : Tensions statorique dans un repère Park. V rdqo : Tensions rotorique dans un repère Park. I sdqo : Courants statorique dans un repère Park. I rdqo : Courants rotorique dans un repère de Park. X : Vecteur d'état. U : Vecteur de commande. X* : Grandeur de référence. X ˆ: Grandeur estimée. Ts, Tr : Constante de temps électrique au stator (respectivement au rotor). Iref : Courant de référence. Vref : Tension de référence. Kp : Gain proprtionnel du contrôle des courants rotoriques. Ki : Gain intégrale du contrôle des courants rotoriques. G(s) : Fonction de transfert en boucle ouverte. P(s) : Polynômes caractéristique. ξ: coefficient d'amortissement. ω : Pulsation propre, ω =  %.ξ. H(s) : Fonction de transfert en boucle fermée. Liste des symboles Yref : Valeur de référence de l'estimateur. Yest : Valeur estimée. ωest: Vitesse estimée. ε: Erreur entre grandeur mesurée et grandeur estimée. MAS : Machine asynchrone. AC : courant alternatif. DC : courant continu. MLI : Modulation de largeur d'impulsion. fr : Fréquence de référence. M : Indice de modulation. T: Coefficient de réglage de tension. v/f : Commande scalaire. IRFOC: Commande vectorielle indirecte à orientation de flux rotorique. MRAS: Modèle référence adaptative système. Liste des tableaux Liste des tableaux CHAPITRE 1 Variateur de vitesse Tableau 1.1 Comparatif des caractéristiques de fonctionnement normale et avec variateur de vitesse 5 Tableau 1.2 Etude de fonctionnement redresseur non commande 8 CHAPITRE 2 Critère de choix industriel Tableau 2.1 Catalogue du moteur asynchrone triphasé 26 Tableau 2.2 Facteur d’utilisation du récepteur 30 Tableau 2.3 Facteur de simultanéité 31 Tableau 2.4 Courant admissible 32 Tableau 2.5 Facteur de correction selon le mode de pose 33 Tableau 2.6 Facteur de l’influence mutuelle des circuits placés côte à côte 33 Tableau 2.7 Facteur de correction de la température ambiante, la nature de l’isolant 34 Tableau 2.8 La section à retenir 35 Tableau 2.9 Catalogue siemens choix de variateur Micromaster440 39 Tableau2.10 Catalogue siemens caractéristiques techniques Micromaster 440 40 Liste des figures Liste des figures CHAPITRE 1 Variateur de vitesse Figure 1.1 Structure d’un variateur de vitesse 6 Figure 1.2 Les composants de puissance 6 Figure 1.3 Redresseur triphasé a pond de diode pd3 7 Figure 1.4 Allure de la tension de sortie redressée 9 Figure 1.5 Allure de la tension inverse 9 Figure 1.6 Structure de filtre 10 Figure 1.7 Symbole et signal d’un onduleur 11 Figure 1.8 Fonctionnement et signal de l’onduleur dans le 1er demis cycle 11 Figure 1.9 Fonctionnement et signal de l’onduleur dans le 2émdemis cycle 12 Figure 1.10 Signal complet de l’onduleur 12 Figure 1.11 Circuit de puissance d’un onduleur de tension triphasé 13 Figure 1.12 Variateur de vitesse siemens Micromaster 440 16 Figure 1.13 Forme de construction (taille) A à F 19 Figure 1.14 Forme de construction (taille) AX à GX 20 Figure 1.15 Panneau de commande 20 Figure 1.16 Schéma bloc du variateur de vitesse Micromasteur 440 21 CHAPITRE 2 Critère de choix industriel Figure 2.1 Catalogue d’altitude et de température LEROY-SOMMER 25 Figure 2.2 Comparaison des solutions "laminage" et "vitesse variable" pour l'entraînement d'un compresseur a piston 28 Figure 2.3 Court-circuit en aval du variateur 38 Figure 2.4 Schéma de puissance et de commande Micromaster440-MAS 41 Figure 2.5 figure réelle relation entre moteur-variateur et processus 41 Liste des figures CHAPITRE 3 Modélisation de l’ensemble variateur MAS Figure 3.1 Représentation schématique d’une MAS triphasée 43 Figure 3.2 Modèle de Park de la MAS 48 Figure 3.3 Représentation des axes de la machine 49 Figure 3.4 Schéma général de l’alimentation de la MAS 56 Figure 3.5 Onduleur a deux niveaux simplifié 58 Figure 3.6 Principe de la commande MLI (‘sinus-triangle’) 60 Figure 3.7 Détermination des instants de commutation 60 CHAPITRE 4 Technique de commande et régulation Figure 4.1 Variation du couple en fonction de la pulsation 67 Figure 4.2 Autopilotage et commande scalaire – Modes de fonctionnement 70 Figure 4.3 Structure de commande à   = Cste 70 Figure 4.4 Schéma-bloc de régulation de vitesse 71 Figure 4.5 Principe de l’orientation du flux 73 Figure 4.6 Orientation du flux rotorique sur l’axe d 74 Figure 4.7 Schéma bloc uploads/Geographie/ memoire-master-conception-d-x27-un-variateur-de-vitesse-pour-un-compresseur-a-basse-d-x27-un-moteur-asynchrone.pdf

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Administrationvitesse figure commande tension machine
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