Etude comparative de différentes stratégies pour la commande en mode défluxé des machines synchrones polyphasées à aimants permanents Application au système MHYGALE

RÉSUMÉ. Les machines polyphasées sont de plus en plus utilisées dans des applications spécifiques où une haute densité de puissance, une faible tension de bus, une large gamme de vitesse et une possibilité de fonctionnement en mode dégradé sont nécessaires. Dû au nombre élevé de degré de liberté offert, les machines polyphasées sont difficilement contrôlables de façon optimale lors d’un fonctionnement en mode défluxé. Cette communication expose plusieurs stratégies pour la commande en mode défluxé de machines synchrones et les compare en termes de simplicité de mise en œuvre et d’optimalité dans l’utilisation des grandeurs disponibles. Les stratégies sont appliquées à une machine synchrone pentaphasée développée dans le cadre du projet MHYGALE proposé par la société Valeo. ABSTRACT. Multiphase machines are more and more used in applications where a high power density, a low bus voltage, a wide speed range and possibilities to work in fault mode are required. Due to the high number of available degrees of freedom, multiphase machines are not easy to optimally control in the flux weakening region. This paper shows several strategies for the control of multiphase machines in flux weakening regions and compares them in terms of simplicity to implement and optimality in the use of available quantities. Proposed strategies are applied to a five-phase synchronous machine that has been developed for the MHYGALE project proposed by Valeo company.

[1]  L. Parsa,et al.  On advantages of multi-phase machines , 2005, 31st Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, 2005. IECON 2005..

[2]  G. Grandi,et al.  Analytical Determination of DC-Bus Utilization Limits in Multiphase VSI Supplied AC Drives , 2008, IEEE Transactions on Energy Conversion.

[3]  Wen Xuhui,et al.  Research on field-weakening control of multiphase permanent magnet synchronous motor , 2011, 2011 International Conference on Electrical Machines and Systems.

[4]  Xavier Kestelyn,et al.  A Vectorial Approach for Generation of Optimal Current References for Multiphase Permanent-Magnet Synchronous Machines in Real Time , 2011, IEEE Transactions on Industrial Electronics.

[5]  Drazen Dujic,et al.  General Modulation Strategy for Seven-Phase Inverters With Independent Control of Multiple Voltage Space Vectors , 2008, IEEE Transactions on Industrial Electronics.

[6]  H.A. Toliyat,et al.  Field Weakening Operation of High Torque Density Five-Phase Permanent Magnet Motor Drives , 2005, IEEE International Conference on Electric Machines and Drives, 2005..

[7]  P. Sandulescu,et al.  Computation of optimal current references for flux-weakening of multi-phase synchronous machines , 2012, IECON 2012 - 38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society.

[8]  Xavier Kestelyn Modélisation vectorielle multimachines pour la commande des ensembles convertisseurs-machines polyphasés , 2003 .

[9]  Xavier Kestelyn,et al.  Flux-weakening strategies for a five-phase PM synchronous machine , 2011, Proceedings of the 2011 14th European Conference on Power Electronics and Applications.

[10]  Lennart Harnefors,et al.  Torque-maximizing field-weakening control: design, analysis, and parameter selection , 2001, IEEE Trans. Ind. Electron..

[11]  D. Casadei,et al.  Control of a high torque density seven-phase induction motor with field-weakening capability , 2010, 2010 IEEE International Symposium on Industrial Electronics.