Brevet FR3079689A1 — publié le 20191004

Description Titre de l'invention : Procédé de régulation d'une caractéristique de moteur électrique Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un procédé de régulation d'une caractéristique de moteur électrique pendant son fonctionnement. L'invention s'applique également à un système mettant en oeuvre ce procédé. Technique antérieure [0002] On utilise différents paramètres de moteurs électriques tels que ceux d'un moteur électrique synchrone à aimants permanents dans les véhicules hybrides. Ces paramètres doivent être calibrés par rapport à de multiples valeurs vectorielles du courant pour obtenir des valeurs précises du couple dans une unité de commande d'un inverseur. Un tel paramètre est l'inductance des enroulements du stator du moteur électrique. Le calibrage manuel des paramètres de l'inductance du moteur électrique sur un banc d'essai pour différentes plages axiales de courant est une opération longue et entachée d'erreur ; elle manque ainsi de précision. [0003] Le document US 6046554 décrit un moteur ayant un premier enroulement qui génère une force contre-électromotrice pendant le fonctionnement du moteur et qui est activée par un courant d'alimentation pour développer à une vitesse de rotation nominale prédéfinie, un couple nominal prédéterminé correspondant à un courant de fonctionnement prédéfini et à une contre force électromotrice nominale, prédéfinie ; elle est calibrée en appliquant un courant d'alimentation au moteur de façon que le moteur fonctionne à une vitesse de rotation connue. Puis on coupe l'alimentation du moteur de façon que le moteur décélère à partir de sa vitesse de rotation connue ce qui donne une force électromotrice EMF correspondant à la force contre-électromotrice du moteur. [0004] EXPOSE ET AVANTAGES DE L'INVENTION [0005] L'invention a pour objet un procédé de régulation d'une caractéristique de moteur électrique en fonctionnement consistant à : [0006] alimenter le moteur électrique par un inverseur, [0007] détecter le couple dynamique fourni par le moteur électrique à l'aide d'un capteur de couple, [0008] calculer l'inductance d'au moins un enroulement de stator du moteur électrique à partir du couple détecté, [0009] calculer le couple à partir de l'inductance calculée, et [0010] réguler cette inductance dans au moins un enroulement de stator lorsque le couple calculé varie par rapport au couple détecté au-delà d'une plage prédéfinie. 2 [0011] Selon une autre caractéristique le procédé de régulation comporte en outre une étape de calcul de l'inductance à partir d'au moins une intensité du stator qui est transmise par l'unité de commande. [0012] Suivant une autre caractéristique l'invention a également pour objet un système de régulation d'une caractéristique de moteur électrique le système comprenant un moteur électrique, un inverseur pour alimenter le moteur électrique, un capteur de couple pour détecter le couple dynamique fourni par le moteur électrique pendant son fonctionnement, une unité de commande pour calculer l'inductance d'au moins un enroulement de stator du moteur électrique à partir du couple détecté et permettant de calculer le couple à partir de la valeur calculée de l'inductance et réguler l'inductance lorsque le couple calculé varie à partir du couple dynamique détecté et dépasse une plage prédéfinie. [0013] Suivant une autre caractéristique l'invention a pour objet un tel système de régulation dont l'inverseur est relié à une batterie alimentant le moteur électrique. [0014] Suivant une autre caractéristique le système de régulation comporte un capteur de température pour détecter la température du moteur électrique. [0015] Suivant une autre caractéristique l'unité de commande coupe l'alimentation du moteur électrique à la réception d'un signal venant du capteur de température. [0016] Et enfin suivant une autre caractéristique, le système de régulation a une unité de commande qui régule au moins l'une des valeurs d'inductance du stator en modifiant la puissance fournie au moteur électrique. Brève description des dessins [0017] Différents modes de réalisation de l'invention seront décrits en détail dans la des- cription et présentés dans les dessins annexés dans lesquels : [0018] [fig.1] est un schéma par blocs d'un système pour activer un moteur électrique selon un mode de réalisation de l'invention, [0019] [fig.2] montre un ordinogramme d'un procédé de gestion du moteur électrique. [0020] DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION [0021] La figure 1 montre un système 10 de régulation d'au moins une caractéristique de moteur électrique 12 pendant son fonctionnement selon un mode de réalisation de l'invention. Le système comporte un inverseur 16 pour alimenter le moteur électrique 12 et un capteur de couple 15 pour détecter le couple dynamique développé pendant le fonctionnement du moteur électrique 12. Le système comporte une unité de commande pour calculer l'inductance d'au moins un enroulement de stator du moteur électrique 12. L'unité de commande calcule le couple à partir de la dernière inductance calculée. L'unité de commande assure en outre la régulation d'au moins une valeur d'inductance lorsque le couple calculé varie entre le couple dynamique détecté et passe en dessous 3 d'une plage prédéfinie. [0022] La construction du système et de ses composants sera expliquée ci-après. L'inverseur alimente le moteur électrique à partir de la batterie 20. Le moteur électrique 12, selon un mode de réalisation de l'invention, est un moteur synchrone à aimants permanents. Toutefois l'invention n'est pas limitée à cet exemple : il peut s'agir de n'importe quel moteur électrique 12 en fonction des applications. Le capteur de couple 15 est extérieur au moteur électrique 12 ou y est intégré selon les nécessités. Le système comporte un capteur de température 13 relié au moteur électrique 12 pour détecter sa température de fonctionnement. Le capteur de température 13 transmet un signal à l'unité de commande pour couper l'alimentation lorsque la température du moteur électrique 12 dépasse une valeur prédéfinie. L'unité de commande coupe l'alimentation pour permettre au moteur électrique 12 de refroidir chaque fois que sa température s'élève. [0023] L'unité de commande est choisie dans un groupe d'unités de commande comprenant : un microcontrôleur, un microprocesseur, une puce ASCII, une puce de circuit intégré ou à moyen analogue. L'unité de commande est intégrée dans un inverseur 16 selon un mode de réalisation de l'invention. L'unité de commande calcule l'inductance de l'enroulement de stator en s'appuyant sur au moins une valeur d'intensité de l'alimentation du moteur électrique 12 par l'unité de commande. L'unité de commande comporte une mémoire non représentée pour enregistrer une plage prédéfinie. La plage prédéfinie est une plage de valeurs de couple ayant des tolérances par rapport aux valeurs de couple détectées. Par exemple la plage prédéfinie de valeurs de couple varie de 48, 49, 50, 51, 52 si le couple détecté est égal à 50nm. [0024] La figure 2 montre un ordinogramme d'un procédé de régulation d'au moins une ca- ractéristique d'un moteur électrique 12 en fonctionnement. Dans l'étape 51, l'inverseur 16 alimente le moteur électrique 12. Dans l'étape S2, on détecte le couple dynamique défini, fourni par le moteur électrique 12, à l'aide d'un capteur de couple 15. Dans l'étape S3, on calcule l'inductance d'au moins un enroulement de stator du moteur électrique 12 à partir du couple détecté. Dans l'étape S4, on détermine la valeur de couple à partir de la valeur calculée de l'inductance. Dans l'étape S5, on détermine l'inductance d'au moins un enroulement du stator si le couple calculé varie au-delà d'une plage prédéfinie. [0025] Le procédé est en outre détaillé ci-après. Les inductances sont calculées à partir d'au moins une intensité de stator alimentant le moteur électrique 12. Les inductances sont calculées en application de la formule ci-après : [0026] 3 n [0027] dans cette formule : 4 [0028] Te=couple détecté par le capteur 15, [0029] Iq,Id= intensité du courant de stator, [0030] np= paires de pôles. [0031] Les inductances Ld et Lq représentent les inductances des enroulements du stator du moteur électrique 12. Les inductances calculées servent à calculer le couple. L'unité de commande régule ainsi l'inductance ; la différence entre le couple détecté et le couple calculé doit se situer dans une plage prédéfinie. Le couple détecté englobe les pertes supplémentaires du moteur électrique 12 en mode de fonctionnement alors que le couple obtenu est théoriquement calculé à partir des inductances. Ainsi pour mettre le couple détecté dans la plage prédéfinie de valeurs de couple, l'unité de commande règle l'intensité en régulant le courant de stator. [0032] Le procédé sera expliqué ci-après à l'aide d'exemples. Les intensités du courant dans le stator sont appliquées au moteur électrique 12 sous la forme xA et yA ; le couple détecté est égal à zNm. A partir de la formule ci-dessus on calcule les inductances et on laisse les inductances égales à aH et bH. A partir des inductances calculées, l'unité de commande calcule un couple. Le couple calculé et le couple détecté sont comparés et ainsi on régule l'inductance si les valeurs qui la représente varient en dessous d'une plage prédéfinie. Les inductances calculées sont retournées au moteur électrique 12 en accordant l'intensité du courant du stator fourni au moteur électrique 12 et le capteur de couple 15 qui détecte le couple. Le couple détecté ne doit pas varier au-delà de la plage prédéfinie du couple calculé. S'il varie au-delà de la plage prédéfinie, l'unité de commande régule les signaux appliqués au moteur électrique 12 pour obtenir le couple voulu. [0033] Le système décrit ci-dessus et le procédé améliorent l'efficacité du moteur électrique en mode de calibrage. Le procédé décrit ci-dessus réduit l'intervention humaine et le temps de calibrage au cours de l'opération de calibrage du moteur électrique. [0034] NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX [0035] 10 Système de régulation d'une caractéristique de moteur électrique [0036] 12 Moteur électrique [0037] 14 Unité de commande [0038] 15 Capteur de couple [0039] 16 Inverseur [0040] 20 Batterie [0041] 13 Capteur de température [0042] S1-S5 Etapes du procédé de régulation d'une caractéristique de moteur électrique. [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7]