FR2999039A1 - Procede et installation de commande pour determiner l'angle de rotation d'une machine synchrone - Google Patents

Abstract

Procédé consistant à générer un ensemble de signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour les phases d'un onduleur alimentant la machine synchrone en fonction de la tension demandée , modifier la fréquence de modulation d'au moins un signal de commande parmi l'ensemble des signaux de commande pour que la durée des états de commutation de l'onduleur dans lesquels il y a un vecteur d'espace de tension actif, soit prolongée pour générer un motif de commutation pour les phases de l'onduleur, déterminer plusieurs potentiels du point étoile (106), et calculer l'angle de rotor.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé pour dé- terminer l'angle de rotor d'une machine synchrone, notamment aux faibles vitesses de rotation d'une machine synchrone d'un système d'entraînement électrique d'un véhicule à entraînement électrique. Etat de la technique Il apparaît qu'à l'avenir, tant pour les applications sta- tionnaires telles que les éoliennes ou les installations solaires et aussi les véhicules automobiles tels que les véhicules hybrides ou les véhi- cules électriques, on utilisera de plus en plus de systèmes électroniques pour combiner ces nouvelles techniques d'énergie avec la technique d'entraînement électrique. Pour la régulation d'une machine synchrone, par exemple d'un système d'entraînement électrique d'un véhicule électrique, la con- naissance de la position relative du rotor par rapport au stator de la machine synchrone joue un rôle essentiel. Pour fournir le couple requis par la machine synchrone, on génère un champ électrique tournant dans le stator de la machine et ce champ tourne en synchronisme avec le rotor. Pour générer ce champ, il faut connaître l'angle actuel du rotor pour assurer la régulation. Une possibilité de détermination de l'angle du rotor consiste à mesurer les tensions au point étoile de la machine synchrone pour différentes combinaisons de courants de phase dans la machine synchrone et en tirer des conclusions relatives à l'angle actuel du rotor (angle instantané). Par exemple, le document WO 2009/136381 A2 décrit un procédé pour déterminer l'angle du rotor d'une machine synchrone utilisée pour décaler des motifs de cadence d'une commande de phase de périodes de mesure à modulation de largeur d'impulsion pour optimiser la mesure des tensions au point étoile. Le document DE 697 01 762 T2 décrit un convertisseur de fréquence de moteurs asynchrones pour déterminer les courants de phase aux faibles vitesses de rotation du moteur pour les différents vecteurs de tension de sortie de signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion PWM/MLI à modulation de vecteur d'espace en remplaçant par une somme de vecteurs de tension de sortie en moyenne équivalents pour augmenter la durée de mesure pour les courants de phase. Le document US 2004/0195995 Al décrit un procédé de modulation de vecteur d'espace pour commander un inverseur d'une machine synchrone. Selon ce procédé, on modifie les cycles de commande PWM/MLI par un allongement ciblé des signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion PWM/MLI pour optimiser la détermination de la position du rotor.

On connaît est également selon le chapitre 8 du docu- ment Jenny, F ; Wüest, D. « Steuerverfahren für selbstgeführte Stromrichter », Vdf Hochschulverlag AG, 1995 S 152-167 des considérations de base pour des procédés de modulation de vecteur d'espace pour des générateurs de tension triphasée.

Exposé et avantages de l'invention La présente invention a ainsi pour objet un procédé pour déterminer l'angle de rotor d'une machine synchrone comprenant les étapes suivantes consistant à: générer un ensemble de signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour les phases d'un onduleur alimentant la machine synchrone en fonction de la tension à fournir à la machine synchrone, modifier la fréquence de modulation de largeur d'impulsion d'au moins un signal de commande parmi l'ensemble des signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour que la durée des états de commutation de l'onduleur dans lesquels il y a un vecteur d'espace de tension actif, soit prolongée pour générer un motif de commutation pour les phases de l'onduleur, commander l'onduleur avec le motif de commutation généré, déterminer plusieurs potentiels du point étoile de la machine syn- chrone pendant la commande de l'onduleur avec le motif de commutation, et calculer l'angle de rotor de la machine synchrone en fonction des potentiels de point étoile obtenus.

Selon un développement, l'invention a pour objet une installation de commande pour déterminer l'angle du rotor d'une machine synchrone, cette installation appliquant le procédé tel que défini ci-dessus.

Selon un autre développement, l'invention a pour objet un système d'entraînement électrique avec une installation de commande telle que définie ci-dessus selon l'invention, une machine synchrone couplée à l'installation de commande et un onduleur couplé à l'installation de commande et à la machine synchrone pour alimenter la machine synchrone, l'installation de commande commandant l'onduleur en fonction de l'angle de rotor déterminé. L'idée de base de l'invention est celle consistant à déter- miner l'angle du rotor sans utiliser de capteur pour des machines synchrones, notamment aux faibles vitesses de rotation. Pour cela, on modifie la commande à largeur d'impulsion existante (commande PWM/MLI) pour qu'au lieu d'utiliser des signaux de commande PWM/MLI centrés pour les différentes phases du stator dans une période d'impulsion PWM/MLI, on utilise des signaux de commande PWM/MLI séparés dont la fréquence de commande PWM/MLI a été mo- difiée par rapport à celle des autres signaux de commande PWM/MLI. Grâce au choix de différentes fréquences de commande des signaux de commande PWM/MLI, on pourra générer des vecteurs d'espace de tension actifs avec des durées correspondantes dans l'ordre cyclique qui sont allongées par rapport à celles de la commande PWM/MLI usuelles.

Le choix de fréquences modifiées peut être changé ainsi après chacune ou après plusieurs périodes d'impulsion PWM/MLI entre les signaux de commande PWM/MLI pour qu'à la fin d'un certain nombre de périodes d'impulsion PWM/MLI, on ait le synchronisme entre les signaux de commande PWM/MLI. En outre, les plages de fréquence de chaque si- gnal de commande PWM/MLI peuvent passer en mode de « balayage ». Un avantage considérable de ce procédé est de ne pas avoir à injecter d'impulsions de tension ou de courant supplémentaires dans la machine synchrone pour déterminer l'angle du rotor. Au lieu de cela, il est possible avantageusement, de modifier le motif de commande PWM/MLI utilisé pour commander la machine synchrone pour per- mettre de déterminer l'angle du rotor pendant le fonctionnement tournant de la machine synchrone. En particulier aux faibles vitesses de rotation lorsque le rapport entre la fréquence d'application des vecteurs d'espace de tension nulle par rapport aux vecteurs de tension actifs est particulièrement élevé de sorte que le procédé selon l'invention permet d'augmenter considérablement la durée pendant laquelle, pour déterminer l'angle du rotor, les indicateurs de tension d'espace appropriés s'appliquent contre le point étoile de la machine synchrone. En plus, la robustesse et la fiabilité de la détermination de l'angle de rotor par rapport au procédé connu n'utilisant pas de cap- teur sont améliorées considérablement. Cela permet l'utilisation de la détermination de l'angle de rotor, par exemple dans les véhicules en série équipés d'un système d'entraînement électrique. Suivant une autre caractéristique avantageuse, au cours de la procédure de détermination, on ne génère pas d'excitation sup- plémentaire par des impulsions de tension d'essai, ce qui améliore la régularité du mouvement de la machine synchrone pendant ce fonctionnement. Selon un développement du procédé de l'invention, la machine synchrone comprend une machine à pôles saillants ou une machine à pôles lisses. Les machines à pôles saillants ont avantageusement des inductances différentes dans leur orientation longitudinale et leur orientation transversale, ce qui signifie la direction suivant l'axe (d) ou l'axe (q).

Selon un développement du procédé de l'invention, on calcule l'angle du rotor en fonction des différences de potentiel de points étoile déterminés. Cela permet de mieux tenir compte des perturbations des variations temporaires et de l'imprécision des mesures. Selon un autre développement du procédé de l'invention, il comprend en outre les étapes consistant à modifier la fréquence de modulation de largeur d'impulsion d'au moins un autre signal de commande de l'ensemble des signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour générer un autre motif de commutation pour les phases de l'onduleur, et sélectionner un ou plusieurs des motifs de commutation générés pour commander l'onduleur.

Selon un autre développement du procédé de l'invention, les motifs générés sont sélectionnés dans l'ordre cyclique pour commander l'onduleur. Selon un autre développement du procédé de l'invention, les fréquences modifiées de modulation de largeur d'impulsion sont commensurables si bien qu'après un nombre prédéfini de périodes de commande PWM/MLI, on a de nouveau le synchronisme entre les différentes phases. Selon un autre développement du procédé de l'invention, les fréquences modifiées de modulation de largeur d'impulsion parcou- rent une plage de fréquences. Ce parcours de la plage de fréquence (balayage) évite les variations brusques de la fréquence et ainsi d'éventuelles perturbations dans la commande de phase. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un procédé pour déterminer l'angle du rotor d'une machine synchrone ainsi qu'une installation de commande et un système d'entraînement électrique mettant en oeuvre ce procédé, représentés dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments por- tent les mêmes références. Ainsi : la figure 1 est un schéma d'un système d'entraînement électrique équipé d'une machine synchrone selon un mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est un diagramme paramétrique, schématique, de la re- lation angulaire entre l'inductance d'une machine synchrone et l'angle du rotor selon un autre développement de l'invention, la figure 3 est un diagramme de vecteur d'espace, schématique, pour la commande d'une machine synchrone tripolaire selon un autre mode de réalisation de l'invention, la figure 4 est un chronogramme d'exemples de signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion (PWM/MLI) d'une machine synchrone, la figure 5 est un diagramme schématique de chronogrammes d'exemples de signaux de commande PMW/MLI d'une machine synchrone selon un autre mode de réalisation l'invention, et la figure 6 est un ordinogramme d'un procédé pour déterminer l'angle du rotor d'une machine synchrone selon un autre dévelop- pement de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention Les machines synchrones selon l'invention sont des ma- chines électriques avec un rotor à aimantation constante entraîné en synchronisme par un champ magnétique tournant dans un stator envi- ronnant par l'interaction magnétique de façon que le rotor exécute un mouvement synchrone par rapport à la tension dans le stator, c'est-à-dire pour que la vitesse de rotation selon le nombre de paires polaires dépende de la fréquence de la tension du stator.

Les machines synchrones au sens de l'invention sont par exemple des machines synchrones à courant tournant sous la forme de machines à pôles intérieurs ou pôles extérieurs ayant un rotor et un stator. Les machines synchrones au sens de l'invention peuvent également être des machines à pôles saillants ou à pôles lisses. Les ma- chines à pôles lisses ont une inductance de rotor indépendante de l'axe alors que les machines à pôles saillants ont un axe polaire déterminé, encore appelé « axe d » ; dans la direction de cet axe, l'inductance principale pour l'entrefer réduit est plus grande que dans la direction de l'intervalle polaire, encore appelé « axe q ». Les procédés décrits et les installations de commande décrits ci-après s'appliquent en principe dans les mêmes conditions à des machines à pôles lisses et à des machines à pôles saillants sauf s'il est indiqué de manière explicite que telle ou telle caractéristique s'applique à tel ou tel type de machine synchrone.

La figure 1 est le schéma d'un système d'entraînement électrique 100 comportant une machine synchrone 101 alimentée par un courant tournant triphasé. Un convertisseur sous la forme d'un onduleur impulsionnel 102 est alimenté par une tension continue fournie par un circuit intermédiaire de tension continue 103 qui le transforme en une tension alternative triphasée. Le circuit intermédiaire de tension continue 103 est alimenté par une branche 104 formée de modules de batterie 105 en série. Pour répondre à la demande de puissance et d'énergie de chaque application, on branche fréquemment plusieurs modules de batterie 105 en série pour former une batterie de traction 104. La machine électrique 101 est par exemple une machine synchrone 101 comportant des inductances de stator Li, L2, L3. La machine synchrone 101 est par exemple une machine synchrone triphasée. Mais en principe, la machine synchrone peut avoir un nombre différent de phases. La régulation de la machine synchrone 101 est un élément essentiel dans le système d'entraînement électrique. Pour que la machine synchrone fournisse le couple demandé, on génère un champ électrique tournant dans le stator de la machine en synchronisme avec le rotor. Pour générer ce champ, la régulation a besoin de l'angle instantané ou actuel du rotor. Le système d'entraînement électrique 100 comporte une installation de commande 10 couplée à la machine synchrone 101 et la commandant ou régulant son fonctionnement. Pour la commande ou la régulation, l'installation de commande 10 utilise l'angle de rotation dé- pendant du temps, du rotor de la machine synchrone 101 par rapport à son stator. L'installation de commande 10 saisit des paramètres de fonctionnements électriques de la machine synchrone 101. L'installation de commande 10 détermine par exemple la tension au point étoile 106 de la machine synchrone 101. Pour saisir la tension au point étoile, l'installation de commande 10 est raccordée au point de branchement étoile de la machine synchrone 101 pour déterminer la tension du point étoile par rapport à un potentiel de référence positif ou négatif. Il est également possible de déterminer la tension du point étoile par rapport à un point étoile d'un réseau branché en parallèle, à partir de trois résistances identiques branchées en étoile. L'installation de commande 10 comporte en outre une installation d'observation 11 pour traiter la tension détectée au point étoile 106. L'installation d'observation 11 comporte par exemple un observateur de Kalman, un observateur de Luenberg, un observateur de Hautus ou un observateur de Gilbert pour l'observation angulaire. A partir de la tension étoile saisie, l'installation d'observation 11 génère une commande pour l'onduleur 102. Pour cela, l'installation d'observation 11 applique une transformation de Clarke pour calculer l'angle du rotor à partir des valeurs déterminées de la tension.

En référence aux figures 2 à 5, on décrira ci-après de quelle manière et en tenant compte de quelle relation, l'installation de commande 10 détermine l'angle de rotor [3 d'une machine synchrone 101, notamment aux faibles vitesses de rotation de la machine synchrone 101. L'installation de commande 10 est implémentée notamment dans le procédé 20 décrit à l'aide de la figure 6. L'intensité longitudinale Id et l'intensité transversale Iq d'une machine synchrone à excitation permanente se comportent en fonction de l'inductance du rotor Ld dans la direction de l'axe polaire et de l'inductance de rotor Lq dans la direction de l'intervalle polaire ainsi que de la tension appliquée Ud OU 14 de la manière suivante : dld/dt = Ld-1 . Ud - R . Ld-1 . ld + Lq . Ld-1 . we . lq dlq/dt = Lq-1 . 14 - R. Lq-1 . lq + Ld. Lq-1 . (0e. ld - Lq-1 . Up Ces relations s'appliquent à la vitesse angulaire coe du ro- tor de la machine synchrone, à la résistance ohmique R ainsi qu'à la tension de la roue polaire U. De plus, on suppose que le ou les patins polaires ne fonctionnent pas en saturation, c'est-à-dire que la relation entre l'intensité et le flux magnétique est linéaire et que l'inductance respective ne dépend pas de l'intensité du courant. La figure 2 est une représentation schématique de la fonction angulaire L(13) de l'inductance par rapport à l'angle [3 du rotor. Les inductances longitudinales et transversales Ld et Lq se produisent chaque fois pour les valeurs extrêmes de l'inductance dépendant angu- lairement. L'angle de rotor [3 est l'angle que fait l'axe (q) avec l'axe prin- cipal du stator. L'angle de rotor [3 est présenté pour un tour complet du rotor, c'est-à-dire 360°. L'angle de référence de 0° correspondant à la direction négative de l'axe (q) ne constitue qu'un exemple. On peut envisager des données pour lesquelles l'angle de rotor [3 est obtenu par rap- port à un autre angle de référence.

Ainsi, en fonction des tensions U, V, W des différentes phases, on aura au point étoile de la machine synchrone, une tension de point étoile US dépendant des inductances respectives Li, L2, L3 du stator : Us = (cU + bV + aW) / (a + b + c) dans laquelle a = L1L2 b = L1L3 et c = L2L3 Dans un but de simplification, les différents états de commutation de l'onduleur sont présentés de manière abrégée par un code binaire à trois positions. Par exemple, l'état de commutation « 100 » signifie que la phase U est passée à un potentiel de batterie posi- tif alors que les phases V et W sont à un potentiel de batterie négatif. L'état de commutation « 011 » signifie par exemple que la phase U est à un potentiel de batterie négatif et que les phases V et W sont à un potentiel de batterie positif. Il en résulte pour un système triphasé, six états de commutation actifs, c'est-à-dire des états de commutation pour lesquels on a un vecteur d'espace de tension différent de 0. De la même manière, on a deux états de commutation passifs, c'est-à-dire des états de commutation pour lesquels on a un vecteur d'espace de tension nul. Pour les états de commutation 001, 010, 100, on déter- mine ainsi chaque fois trois tensions de point étoile différentes à partir desquelles, en application de la relation ci-dessus, on calcule la valeur des inductances de stator Li, L2, L3 selon un système d'équation linéaire. Pour réduire les perturbations, les tensions induites et les courants utiles peuvent avantageusement être formés à partir des différences entre les tensions de point étoile pour calculer les induc- tances de stator Li, L2, L3. De la même manière, on peut également utiliser les états de commutation actifs 011, 101 et 110 pour calculer les inductances de stator Li, L2, L3. En variante, on peut également mesurer la tension du point étoile par une mesure de différence entre le point étoile et un point étoile branché en parallèle, réalisé par la réunion de trois résistances. Là encore, en mesurant la tension du point étoile pour différents états de commutation ou leurs différences, on tire des conclusions concernant les inductances de stator Li, L2, L3. Cette mesure de différence par rapport à un point étoile formé par des résistances permet d'avoir une plus grande précision de mesure. Le procédé de mesure choisi pour déterminer les tensions du point étoile peut être choisi selon les critères demandés de qualité, d'efficacité ou d'économie. En option, on améliore les résultats de me- sure si on forme une différence supplémentaire avec la tension mesurée du point étoile pour l'un ou les deux états de commutation associés au vecteur d'espace de tension nulle pour mieux neutraliser les effets parasites tels que par exemple les harmoniques dans les tensions du point étoile.

Dans tous les cas, par les tensions de point étoile ou les différences entre les tensions des points étoile, on peut déterminer les inductances de stator Li, L2, L3. Cela permet de tirer indirectement une conclusion concernant l'angle de rotor p. La figure 3 montre un diagramme de secteurs pour la modulation du vecteur d'angle d'un système triphasé. Chaque tension peut être formée dans les six secteurs S1-S6, par la combinaison linéaire de deux tensions de base U, V, W. Par exemple, la combinaison des états de commutation 101 et 001 qui sélectionne les tensions de base U et W ou seulement la tension de base W, représente une tension dans le secteur S4. L'angle de phase de la tension représentée dépend du rapport des durées des états de commutation 101 et 001 ; l'amplitude de la tension représentée dépend du rapport de la durée totale des états de commutation 101 et 001 et de la durée des états de commutation 111 ou 000, c'est-à-dire du choix du vecteur d'espace de tension 0. De façon analogue, un nombre quelconque de vecteurs de tension dans tous les secteurs peut représenter, par des combinaisons linéaires des tensions de base U, V, W, une sélection d'une succession d'états de commutation appropriés pour les onduleurs impulsionnels. La figure 4 est un diagramme ou chronogramme de si- gnaux de commande PWM/MLI donné à titre d'exemple, d'une machine synchrone telle que la machine synchrone 101 de la figure 1. Les signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion PWM/MLI, Ul, V1, W1 correspondent respectivement aux tensions appliquées dans le temps aux phases respectives U, V et W. Un niveau haut des signaux de commande PWM/MLI, Ul, V1, W1 correspond respective- ment à l'application d'un potentiel positif par une commande appropriée des demi-ponts de l'onduleur impulsionnel sur la phase respective ; le niveau bas des signaux de commande PWM/MLI, Ul, V1, W1 correspond respectivement à l'application d'un potentiel négatif à la phase respective. Les signaux de commande PWM/MLI, Ul, V1, W1 de la fi- gure 4 forment une commande PWM/MLI centrée sur le milieu, c'est-à-dire dont le nombre de phases de commutation est réduit au minimum. En outre, il suffit d'une unique commutation pour passer d'un état de commutation à l'autre. Toute la durée de l'état de commutation 001 est égale à 2 Tool alors que toute la durée de commutation de l'état de commutation 011 est égale à 2 Toll. La durée résiduelle de toute la période de commande PWM/MLI, T est représentée respectivement par l'un des vecteurs d'espace de tension 0 par les états de commutation 000 ou 111.

En particulier, pour de faibles vecteurs de tension à four- nir, par exemple aux vitesses de rotation réduites de la machine synchrone, le rapport entre la durée totale des états de commutation 001 et 011, c'est-à-dire 2 Toll + 2 Tool par rapport à la durée de l'ensemble de la période de commande PWM/MLI, c'est-à-dire T, est également faible. Pendant les états de commutation qui ne sont repré- sentés que courts, il peut arriver que le potentiel au point étoile ne puisse pas être déterminé ou l'être seulement d'une manière insuffisamment précise. La figure 5 montre ainsi une variante pour générer des signaux de commande PWM/MLI, U2, V2 et W2. Les signaux de com- mande PWM/MLI, U2, V2, W2 correspondent, pour un même vecteur de tension dans le rapport de leur niveau haut à leur niveau bas, aux signaux de commande PWM/MLI, Ul, V1, W1 de la figure 4. Toutefois, les fréquences de modulation d'impulsion des signaux de commande PWM/MLI, V2 et W2 sont modifiés par rapport à ceux des signaux de commande PWM/MLI, V1 et W1 de la figure 4 de sorte que des périodes de commande TV et TW sont raccourcies par rapport à la période de commande T proprement dite. En variante, les périodes de commande TV et TW peuvent également être plus longues que la période de com- mande T. Un ou plusieurs signaux de commande PWM/MLI pourront être modifiés dans leur fréquence de modulation d'impulsion. Par exemple, pour différents signaux de commande PWM/MLI, on pourra choisir des fréquences de modulation d'impulsion différentes, modifiées. Par exemple, la phase U sera commandée par la fréquence de 9 kHz, la phase V avec la fréquence de 10 kHz et la phase W avec la fréquence de 11 kHz. Ainsi, le rapport des durées pendant lesquelles on a re- présenté les états de commutation avec des vecteurs d'espace de tension de base passifs, c'est-à-dire des vecteurs d'espace de tension zéro au cours du passage des périodes de commande de façon que les états de niveau haut respectifs des différentes phases apparaissent toujours décalés les uns par rapport aux autres en fonction du temps. Ainsi, en fonction des relations entre les fréquences de modulation d'impulsion, on pourra prédéfinir des intervalles de temps appropriés dans lesquels il sera possible de saisir les potentiels des points étoile pendant la re- présentation de vecteurs d'espace de tension actifs. Les fréquences de modulation d'impulsion, modulées, peuvent être choisies commensurables de sorte qu'après un nombre prédéfini de parcours de périodes de commande, on retrouve le synchronisme entre les cycles de com- mande. Cette procédure permet de développer des durées de commutation suffisamment longues au prix du nombre d'opérations de commutation nécessaires, durées pendant lesquelles on peut mesurer ou déterminer le potentiel du point étoile, dans différents états de com- mutation. Les fréquences de modulation d'impulsion peuvent être variables. Par exemple, les fréquences de modulation d'impulsion d'un passage de fréquence peuvent varier en continu selon le mode de balayage de fréquence. Grâce aux différentes possibilités de combinaisons pour modifier les fréquences de modulation d'impulsion pour les diffé- rentes phases, on aura ainsi un ou plusieurs motifs de commutation différents pour les signaux de commande PWM/MLI, U2, V2, W2. Après avoir généré un ou plusieurs motifs de commuta- tion, on peut utiliser les motifs de commutation à la place d'une com- mande centrée PWM/MLI pour disposer pendant l'utilisation du motif de commutation, de suffisamment de possibilités pour mesurer le potentiel du point étoile ou les différences entre les potentiels des points étoile. Les motifs de commutation peuvent être utilisés dans un ordre quelconque dans la séquence des périodes de commande pour com- mander l'onduleur. Par exemple, on peut sélectionner deux motifs de commutation dans un ordre alterné pour commander l'onduleur. Dans le cas de trois ou plus de motifs de commutation, on peut les sélectionner dans un ordre cyclique pour commander l'onduleur. Il est également possible d'utiliser des motifs de commu- tation avec des fréquences de modulation d'impulsion modifiées pour des périodes de commande usuelles sans fréquences modifiées de modulation d'impulsion de sorte que les motifs de commutation seront choisis en alternance avec les signaux de commande modulés en largeur d'impulsion pour commander l'onduleur. En principe, on peut ain- si imaginer de nombreuses variantes différentes pour choisir les motifs de commutation et commander l'onduleur. La figure 6 est un schéma ou ordinogramme d'un procédé 20 pour déterminer l'angle du rotor d'une machine synchrone, notamment d'une machine synchrone 101 comme celle représentée à titre d'exemple à la figure 1. Le procédé 20 peut utiliser les relations décrites en liaison avec les figures 2 à 5. Dans la première étape 21, on génère un ensemble de si- gnaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour les phases d'un onduleur alimentant une machine synchrone en fonction de la tension d'alimentation de la machine synchrone. Dans une seconde étape 22, on modifie la fréquence de modulation de largeur d'impulsion d'au moins un signal de commande parmi les nombreux signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour allonger la durée des états de commutation de l'onduleur dans lesquels on a un vecteur d'espace de tension actif, pour générer un motif de commutation pour les phases de l'onduleur. Ensuite, dans une troisième étape 23, on commande l'onduleur avec le motif de commutation généré pour que dans l'étape 24, on détermine un ou plusieurs potentiels du point étoile de la machine synchrone pendant la commande de l'onduleur avec le motif de commutation. Dans l'étape 25, on peut alors calculer l'angle de rotor de la machine synchrone en fonction des potentiels déterminés au point étoile. En option, on peut modifier la fréquence de modulation d'impulsion d'au moins un autre signal de commande de l'ensemble des signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour géné- rer un autre motif de commutation des phases de l'onduleur qui peut alors servir de base à la sélection d'un ou plusieurs motifs de commutation générés pour commander l'onduleur.15 NOMENCLATURE 10 Installation de commande 11 Installation d'observation 20 Procédé 21-26 Etapes du procédé 100 Système d'entraînement 101 Machine synchrone 102 Onduleur impulsionnel 103 Circuit intermédiaire de tension continue 104 Branche 105 Module de batterie 106 Point étoile de la machine synchrone Li, L2, L3 Inductance du stator Pl, P2, P3 Déphasages Ul, V1, W1 Signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion U2, V2, W2 Signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion20

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1°) Procédé (20) pour déterminer l'angle de rotor (13) d'une machine synchrone (101) comprenant les étapes suivantes consistant à: générer (21) un ensemble de signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour les phases d'un onduleur (102) ali- mentant la machine synchrone (101) en fonction de la tension à fournir à la machine synchrone (101), modifier (22) la fréquence de modulation de largeur d'impulsion d'au moins un signal de commande parmi l'ensemble des signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour que la du- rée des états de commutation de l'onduleur (102) dans lesquels il y a un vecteur d'espace de tension actif, soit prolongée pour générer un motif de commutation pour les phases de l'onduleur (102), commander (23) l'onduleur (102) avec le motif de commutation gé- néré, déterminer (24) plusieurs potentiels du point étoile (106) de la machine synchrone (101) pendant la commande de l'onduleur (102) avec le motif de commutation, et calculer (25) l'angle de rotor (13) de la machine synchrone (101) en fonction des potentiels de point étoile obtenus.
2. 2°) Procédé (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la machine synchrone (101) est une machine synchrone à pôles sail- lants ou une machine synchrone à pôles lisses.
3. 3°) Procédé (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on calcule l'angle de rotor (13) en fonction des différences des potentiels de point étoile obtenus.
4. 4°) Procédé (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre les étapes consistant à:modifier la fréquence de modulation de largeur d'impulsion d'au moins un autre signal de commande de l'ensemble des signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour générer un autre motif de commutation pour les phases de l'onduleur (102), et sélectionner un ou plusieurs des motifs de commutation générés pour commander l'onduleur (102).
5. 5°) Procédé (20) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on sélectionne les motifs de commutation générés suivant l'ordre cy- clique pour commander l'onduleur (102).
6. 6°) Procédé (20) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les fréquences de modulation de largeur d'impulsion, modifiées sont commensurables.
7. 7°) Procédé (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fréquences modifiées de modulation de largeur d'impulsion parcou- rent une plage de fréquences.
8. 8°) Installation de commande (10) pour déterminer l'angle de rotor (13) d'une machine synchrone (101) appliquant le procédé (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 consistant à: générer (21) un ensemble de signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour les phases d'un onduleur (102) alimentant la machine synchrone (101) en fonction de la tension à fournir à la machine synchrone (101), modifier (22) la fréquence de modulation de largeur d'impulsion d'au moins un signal de commande parmi l'ensemble des signaux de commande à modulation de largeur d'impulsion pour que la durée des états de commutation de l'onduleur (102) dans lesquels il y a un vecteur d'espace de tension actif, soit prolongée pour générer un motif de commutation pour les phases de l'onduleur (102),commander (23) l'onduleur (102) avec le motif de commutation généré, déterminer (24) plusieurs potentiels du point étoile (106) de la machine synchrone (101) pendant la commande de l'onduleur (102) avec le motif de commutation, et calculer (25) l'angle de rotor (13) de la machine synchrone (101) en fonction des potentiels de point étoile obtenus.
9. 9°) Système d'entraînement électrique (100) comportant : une installation de commande (10) selon la revendication 8, une machine synchrone (101) couplée à l'installation de commande (10), et un onduleur (102) couplé à l'installation de commande (10) et à la machine synchrone (101) et qui fournit une tension d'alimentation pour la machine synchrone (101), l'installation de commande (10) gérant l'onduleur (102) en fonction de l'angle de rotor déterminé.20