Commande Tolérante aux Défauts d’un Entrainement Electrique à Courant Alternatif (MAS et MSAP).

Abstract

Pour assurer la sûreté de fonctionnement et la continuité de service des systèmes de contrôle, une technique de commande est apparue nommée la commande tolérante aux défauts, en terme anglo-saxon Fault-Tolerant Control (FTC). Elle permet la détection et l’isolation des défauts, ainsi que la reconfiguration du système de commande, pour assurer la continuité du service et protéger les éléments sain de la chaîne de commande des effets des éléments défaillants. Certes, plusieurs travaux ont été effectués sur ce sujet dans différents domaines d’applications, parmi eux : les défauts des capteurs de courants utilisés dans les chaînes de commandes pour la variation de vitesse des Machines Asynchrones (MAS) et Machines Synchrones à Aimants Permanents (MSAP) triphasées. Cependant, afin de réussir une commande tolérante aux défauts des capteurs de courant, il faut assurer le bon compromis entre la détection des capteurs défaillants et la reconstruction des courants. Dans ce contexte, de nombreuses méthodes ont été proposées soit pour la détection ou l’estimation des courants triphasées statoriques. Mise à part la détection des défauts, l’estimation des courants est fréquemment basée soit sur plusieurs observateurs en cascade, un capteur de courant et un capteur de tension dans le bus continu du convertisseur, ou bien un observateur et un capteur de courant de ligne sain. Dans cette thèse, l’estimation des courants statoriques triphasées est abordée en proposant une méthode basée uniquement sur un seul estimateur, qui assure l’estimation des trois courants statoriques, même en cas de défaillance de tous les capteurs de courant. Ensuite, cette méthode a été associée à un circuit classique de détection et d’isolation des défauts, ainsi que une commande pour la variation de vitesse, où l’ensemble constitue une commande tolérante aux défauts des capteurs de courant. La FTC proposée dans cette thèse a été appliquée en premier lieu sur une MAS commandée en vectoriel, puis sur une MAS avec la commande directe du couple, ensuite sur une MSAP. Des résultats prometteurs ont été obtenus en simulation sur Matlab/Simulink. Par la suite, plusieurs essais expérimentaux ont été menés sur des MASs et une MSAP pour valider les résultats de simulation et confirmer l'efficacité de la FTC proposée.