Brevet FR3042927A1 (20170428)
REVENDICATIONS1) Procédé de commande d'une machine électrique tournante synchrone polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tdu type de ceux comprenant une étape de commande dans laquelle on pilote en mode pleine onde (FW) des courants des phases dans des enroulements de phases (u, v, w; u1, v1, w1,u2, v2, w2) d'un stator (10) de ladite machine (1, 12,\n<CLM>\1\treliée à un réseau électrique de bord (2,\n<CLM>\1\talimenté par une batterie (2) sous une tension nominale prédéterminée (Ubat) pour un fonctionnement en moteur de ladite machine (1, 12, 14), caractérisé en ce que ladite étape de commande est précédée d'une étape de pré-magnétisation (PreMag) dudit stator (10) en circuit ouvert dans laquelle une force électromotrice de crête entre phases sensiblement égale à ladite tension nominale (Ubat) est créée par un courant d'excitation rotorique (Ir) d'un rotor (8) de ladite machine (1, 12, 14).\n<CLM>\1\tProcédé de commande d'une machine électrique tournante synchrone polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tselon la revendication 1 précédente, caractérisé en ce que ladite étape de pré-magnétisation comprend une détermination d'une valeur de référence dudit courant d'excitation rotorique (Ir) en fonction d'une pulsation électrique de ladite machine (1, 12, 14).\n<CLM>\1\tProcédé de commande d'une machine électrique tournante synchrone polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tselon la revendication 2 précédente, caractérisé en ce que ladite valeur de référence est donnée par la relation: 1VDC ir,PreMag = .(\n<CLM>\1\tKe K.COE où: wE est ladite pulsation électrique égale à une vitesse de rotation (CI) de ladite machine (1, 12,\n<CLM>\1\tmultipliée par un nombre de paires de pôles prédéterminé de ladite machine (1, 12, 14); Ke est une inductance mutuelle entre ledit rotor (8) et ledit stator (10); (Po est un flux magnétique rémanent; VDC est ladite tension nominale (Ubat); et K vaut -e/ . 7C 3042927 - 13 -\n<CLM>\1\tProcédé de commande d'une machine électrique tournante synchrone polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tselon la revendication 3 précédente, caractérisé en ce que lesdits courants de phases étant commandés par un onduleur (3) comprenant des bras (B1, B2, B3) formés, d'une part, par des premiers 5 commutateurs de puissance (HS1, HS2, HS3) contrôlés par des circuits de contrôle (DruH, DrvH, DrWH) alimentés par des capacités de «bootstrap» (CuH, CvH, CwH) et reliant lesdits enroulements de phases (u, y, w; u1, v1, w1,u2, v2, w2) à une borne positive (B+) dudit réseau électrique (2, 15), et d'autre part, par des seconds commutateurs de puissance (LS1, LS2; LS3) reliant lesdits enroulements de phases 10 (u, v, w; u1, v1, w1,u2, v2, w2) à une borne de masse (15) dudit réseau électrique (2, 15), ladite étape de pré-magnétisation comprend en outre une séquence de charge (23) desdites capacités de «bootstrap» (CuH, CvH, CwH).\n<CLM>\1\tProcédé de commande d'une machine électrique tournante synchrone 15 polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tselon la revendication 4 précédente, caractérisé en ce que pendant ladite séquence on pilote lesdits seconds commutateurs de puissance (LS1, LS2, LS3) en fonction d'une position électrique (8) dudit rotor (8) de façon que seule l'une des phases de ladite machine (1, 12,\n<CLM>\1\tprésentant une force électromotrice entre phases (FEM) la plus basse soit commutée à ladite borne 20 de masse (15).\n<CLM>\1\tProcédé de commande d'une machine électrique tournante synchrone polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tselon la revendication 5 précédente, caractérisé en ce que l'on passe de ladite étape de pré-magnétisation (PreMag) à ladite étape 25 de commande lorsque ledit courant d'excitation rotorique (Ir) a atteint ladite valeur de référence et que lesdites capacités de «bootstrap» (CuH, CvH, CWH) sont chargées.\n<CLM>\1\tProcédé de commande d'une machine électrique tournante synchrone 30 polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 1 à 6 précédentes, caractérisé en ce que ledit courant d'excitation rotorique (Ir) étant commandé par un élément de commutation contrôlé par un circuit de commande (9) alimenté par un condensateur de «bootstrap», on charge ledit condensateur de «bootstrap» avant ladite étape de pré-magnétisation (PreMag). 3042927 - 14 -\n<CLM>\1\tDispositif de commande (11,\n<CLM>\1\td'une machine électrique tournante synchrone polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tapte à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 précédentes, du type de ceux comportant une unité électronique de contrôle (5) pilotant, d'une part, un onduleur (3) relié à un 5 réseau électrique de bord (2,\n<CLM>\1\talimenté par une batterie (2) et destiné à être connecté à des enroulements de phases (u, v, w; u1, v1, w1,u2, v2, w2) d'un stator (10) de ladite machine (1, 12, 14), et d'autre part, un circuit de commande (9) relié audit réseau électrique de bord (2,\n<CLM>\1\tet destiné à être connecté à un enroulement d'excitation (8) d'un rotor de ladite machine (1, 12, 14), caractérisé en ce que ladite 10 unité électronique de contrôle (5) comprend: - des moyens d'acquisition (18) d'une vitesse de rotation (CI) de ladite machine (1, 12, 14); - un premier périphérique de génération (16) de premiers signaux (Com, Com1, Com2) pilotant ledit onduleur (3); 15 - des moyens de comparaison de ladite vitesse de rotation (CI) à une vitesse de rotation nominale prédéterminée; - un second périphérique de génération (17) d'un second signal (PWM) pilotant ledit circuit de commande (9); - une unité centrale de traitement (20) exécutant, d'une part, un premier sous- 20 programme ou un deuxième sous-programme pour générer au moyen dudit premier périphérique (16) lesdits premiers signaux (Com, Com1, Com2) de manière à produire respectivement des premières tensions de phases modulées en largeur d'impulsion ou des secondes tensions de phases pleine onde (U, V, W) en fonction d'un état desdits moyens de comparaison, et d'autre part, préalablement audit 25 deuxième sous-programme, un troisième sous-programme de détermination d'un courant d'excitation rotorique (Ir) en fonction de ladite vitesse de rotation (CI) et de génération au moyen dudit second périphérique (17) dudit second signal (PWM) de manière à produire un flux magnétique de pré-magnétisation dans ledit stator (10) et un quatrième sous-programme de génération au moyen dudit premier 30 périphérique (16) desdits premiers signaux (Com, Com1, Com2) de manière à maintenir ledit stator (10) en circuit ouvert. - des moyens de mémorisation (19) desdits premier, deuxième, troisième et quatrième sous-programmes. 3042927 - 15 -\n<CLM>\1\tDispositif de commande (12,\n<CLM>\1\td'une machine électrique tournante synchrone polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tselon la revendication 8 précédente, caractérisé en ce que, ledit onduleur (3) comprenant des bras (B1, B2, B3) formés, d'une part, par des premiers commutateurs de puissance (HS1, HS2, HS3) contrôlés par des 5 circuits de contrôle (DruH, DrvH, DrwH) alimentés par des capacités de «bootstrap» (CuFi, CvH, CwFi) et reliant lesdits enroulements de phases (u, v, w; u1, v1, w1,u2, v2, w2) à une borne positive (B+) dudit réseau électrique (2, 15), et d'autre part, par des seconds commutateurs de puissance (LS1, LS2; LS3) reliant lesdits enroulements de phases (u, v, w; u1, v1, w1,u2, v2, w2) à une borne de masse (15) 10 dudit réseau électrique (2, 15), ledit quatrième sous-programme effectue en outre une charge (23) desdites capacités de «bootstrap» (CuH, CvH, CwH).\n<CLM>\1\tDispositif de commande (11,\n<CLM>\1\td'une machine électrique tournante synchrone polyphasée à excitation (1, 12,\n<CLM>\1\tselon la revendication 8 précédente, caractérisé 15 en ce que, ledit circuit de commande (9) étant alimenté par un condensateur de «bootstrap», ledit troisième sous-programme effectue en outre une charge dudit condensateur de «bootstrap».\n<CLM>\1\tAlterno-démarreur (1, 12,\n<CLM>\1\tde véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il 20 comprend, dans un fonctionnement en mode moteur, un dispositif de commande (11,\n<CLM>\1\tselon l'une quelconque des revendications 8 à 10 précédentes.