| Titre : | Commande d'un système èolien à base de la machine asynchrone à double alimentation |
| Auteurs : | Omar Boimeur, Auteur ; abdemalek Lougraieb, Auteur ; BENDOUGA ABDELHAKIM, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Université Mohamed Kheider, 2009 |
| Format : | 76 / Ill / 30 cm |
| Accompagnement : | Cd |
| Note générale : | Bibliographique |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Résumé : |
Le but de ce travail est de faire une étude sur le système de conversion de l’énergie cinétique du vent en énergie électrique. Cette étude consiste en l’association de deux parties, l’une mécanique (l’hélice, le multiplicateur) et l’autre électrique (la MADA). Malgré les inconvénients présentés par la machine asynchrone à double alimentation (la MADA) avec la présence d’un système de bagues et balais, cette machine constitue actuellement la meilleure solution pour le choix du système de conversion électromécanique. Ceci revient à ses possibilités de fonctionnement à vitesse variable pour une large plage de la vitesse du vent. Ainsi, présente t- elle un avantage très attractif pour les constructeurs. La possibilité de faire sa connexion électronique à travers le rotor présente un intérêt économique non négligeable car cela peut permettre la réduction des dimensions des convertisseurs et de la minimisation des pertes.
Nous avons établi un modèle de la chaîne de conversion de l’éolienne basée sur une machine à double alimentation. Dans ce modèle, le stator de la machine est directement connecté au réseau et le rotor est relié au réseau par l’intermédiaire des convertisseurs électroniques bidirectionnels en courant (convertisseur côté rotor CCR et convertisseur côté stator CCS). Le convertisseur côté rotor délivre une tension rotorique de pulsation égale à la fréquence du réseau multipliée par la valeur absolue du glissement g, soit ωr = |g|. ωs. Ce convertisseur permet de contrôler le couple électromagnétique de la génératrice (la puissance active) et donc la vitesse de rotation. La puissance (active) traversant ces convertisseurs peut alors être absorbée ou produite par la machine, selon le point de fonctionnement (hypo synchrone ou hyper synchrone): Si Ωm > Ωs, g Si Ωm 0, on est en fonctionnement hypo synchrone. La puissance rotorique est absorbée. Elle provient du réseau à travers le bus continu et les convertisseurs. Avec l’utilisation de la machine asynchrone à rotor bobiné, la plus grande partie de la puissance est directement distribuée au réseau par le stator et moins de 25 % de la puissance totale passe par les convertisseurs de puissance à travers le rotor. Ces convertisseurs sont dimensionnés pour transiter cette puissance (rotorique). Ils sont donc en conséquence plus petits et mois coûteux. |
| Sommaire : |
Sommaire
Introduction générale ……………………………………………………………. 1 Chapitre I : Les systèmes éoliens 1. Historique……...……………………………………………………………………. 3 2. Introduction ………………………………………………………………………... 5 3. Cause du vent………………………………………………………………………. 5 A- Cas général …………………………………………………………………... 5 B-Cas particuliers ……………………………………………………………...... 6 4. Comment mesurer la vitesse du vent et la direction du vent ………………..….. 7 5. Avantages et dés avantages de l ’énergie éolienne ................................................. 9 5.1. Les atouts ……………………………………………………………………. 9 5.2. Les désavantage ……………………………………………………………… 11 5.3. Types de r égulati on de puissance …………………………………………. 12 6. Généralités sur les différents types d’éoliennes …………………………………. 13 6.1. Eoliennes à axe vertical ……………………………………………………… 13 6.2. Eoliennes à axe horizontal …………………………………………………… 15 6.2.1. Eoliennes lentes ………………………………………………………… 15 6.2.2. Eoliennes rapides ……………………………………………………….. 16 7. Principaux composants d’une éolienne (à axe horizontal) ……………………… 17 7.1. Différentes parties d’un aérogénérateur …………………………………….. 17 8. Spécificités liées à la technologie des aérogénérateurs ………………………….. 19 8.1. Types de mac hine él ectrique ………………………………………………. 19 8.1.a. Générateur synchrone ………………………………………………... 20 8.1.b. Générateurs asynchrones …………………………………………….. 21 9. Conclusion ………………………………………………………………………… 25 Chapitre II: Modélisation de la turbine 1Introduction ………………………………………………………………….... 26 2. Description de l'éolienne ………………………………………………………. 26 2.2. Les éoliennes à vitesse variable ……………………………………………….... 27 a. Principe …………………………………………………………………. 27 b. Intérêt de la vitesse variable …………………………………………... 28 3 La partie mécanique …………………………………………………………… 29 3.1 La modélisation …………………………………………………………………… 30 3.1.1 La modélisation du vent ………………………………………………... 30 3.1.2 Modélisation de la turbine ……………………………………………….. 31 3.1.3 Modèle du multiplicateur ………………………………………………… 32 3.1.4 Equation dynamique de l’arbre …………………………………………... 32 4 Stratégies de commande de la turbine éolienne …………………………………… 34 4.1Caractéristique puissance vitesse d’éoliennes de grande puissance ……………… 34 5. Techniques d’extraction du maximum de la puissance ………………………….. 36 5.1. Bilan des puissances ………………………………………………………….. 36 5.2 Maximisation de la puissance sans asservissement de la vitesse …………….. 36 5.3 Approximation numérique …………………………………………………….... 39 6. Modélisation des pales : Bilan des forces …………………………………………. 40 7. Systèmes de régulation de la vitesse de rotation de l’éolienne …………………… 42 7.1 Système à décrochage aérodynamique "stall" …………………………………… 43 7.2 Système d'orientation des pales "pitch" …………………………………………. 43 8. Conclusion ……………………………………………………………………………. 44 Chapitre III: Modélisation et commande de la MADA 1 Introduction ……………………………………………………….………….. 46 2. Les différents types de Machine Asynchrone à Double Alimentation .….. 47 (type rotor bobiné) 2.1. Principe de fonctionnement ………………………………………………… 48 2 2.2. Machine asynchrone à double alimentation à énergie rotorique dissipée ……… 49 2. 3. Machine asynchrone à double alimentation – structure de Kramer …………... 49 2.4. Machine asynchrone à double alimentation – structure de Scherbius Avec …… 49 cycloconvertisseur : 2.5. Machine asynchrone à double alimentation – structure de Scherbius ………….. 50 avec convertisseurs MLI : 3.Mode de fonctionnement de la machine à vitesse variable ……………………….. 51 4. Modélisation de la machine asynchrone à double alimentation ………………... 52 4.1. Représentation de la MADA dans le système triphasé et biphasé ……………. 52 4.2. Les équation électrique de la MADA ………………………………………….. 54 4.3. Les équations magnétiques sous forme matricielle ……………………………. 54 4.4. L'équation mécanique ...………………………………………………………… 54 4.5. Choix de référentiel ……………………………………………………………. 55 4.6. Transformation de PARK ……………………………………………………… 56 4.7. Application de la transformation de PARK ……………………………………. 57 5. Expression du couple ……………………………………………………………….. 58 6.Stratégie de commande en puissance active et réactive de la MADA ………… 59 6.1 Commande vectorielle directe en P et Q de la MADA en génératric …………… 62 6.2. Commande indirecte de la MADA ……………………………………………….. 64 6.2.1 Commande sans boucle de puissance ……………………………………..… 65 6.2.2 Commande avec boucle de puissance ……………………………………….. 69 7. Simulation de la commande de la MADA ………………………………………….. 70 9. Conclusion ………………………………………………………………………. 75 Conclusion générale …………………………………………………………………….. 76 Bibliographie |
Disponibilité (2)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| M/0539 | Memoire ingenieur | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses | |
| M/0539 | Memoire ingenieur | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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