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Conception et validation d'un modèle de simulation de la machine asynchrone monophasée

Ouquelle, Hassan (2005). Conception et validation d'un modèle de simulation de la machine asynchrone monophasée. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce rapport décrit le développement d'un modèle de simulation de la machine asynchrone monophasée. Le modèle accepte les paramètres en grandeurs S.I. ou en grandeur p.u. et permet de simuler les trois variantes de la machine asynchrone monophasée. Il s'agit de la machine avec enroulement auxiliaire résistif, la machine avec condensateur de démarrage, et la machine avec condensateur de démarrage et condensateur permanent. Le modèle offre une quatrième configuration où les bornes des enroulements principal et auxiliaire sont disponibles à l'utilisateur afin de les raccorder à des composantes externes. Le modèle est implanté dans la libraire des machines électriques du logiciel SPS (SimPowerSystems). Nous décrivons aussi une commande qui permet d'éliminer les ondulations du couple électromagnétique quelle que soit la vitesse de la machine. Enfin, nous appliquons la commande à flux rotorique orienté à la machine asynchrone monophasée afin de constituer un entraînement à vitesse variable. Un modèle de simulation est développé pour l'analyse.

Titre traduit

Design and validation of a simulation model of single phase asynchronous machine

Résumé anglais

The single phase asynchronous machine motor is widely used in many light duty applications. It is mostly used in domestic applications for small horsepower. Among the available simulation software, SimPowerSystems (SPS) is one of the most powerful and widely accepted for the simulation of power systems and drives. It is developed in the graphical Simulink environment of the popular general purpose Matlab software. The SPS inherits a number of powerful and versatile analysis and graphical tools.

This report describes the development of a simulation model of the single phase asynchronous machine. The electrical and mechanical parts machine are represented by a set of constant differential equations. These equations are translated to Simulink block-diagrams. The model accepts parameters in S.I. or p.u. units and allows simulation of single phase machine in various operation modes: the split-phase, the capacitor-start and the capacitor-start- capacitor-run operation modes. The model is implemented in SPS software's library of electrical machines.

The magnitude of torque oscillation is higher in split-phase operation mode. The torque pulsation affects the operation of the machine by producing shaft's vibrations. The run capacitor is permanently connected in series with the auxiliary winding and sized to mitigate torque pulsation at a single operating point, sacrificing performance at other speeds.

A drive for reducing torque pulsation, regardless of the operating point, is presented using variable auxiliary winding voltage magnitude and phase angle control. The torque ripple is mitigated for loads at any speed. A theoretical study of the drive is based on the double revolving field theory. The drive eliminates the capacitor and centrifugal switch, where installed, and increases the performance and reliability of the machine.

The single phase asynchronous machine's speed can be regulated with the rotor flux oriented control. A computer model is developed to carry out the analysis. Simulation results show that the drive can be used for speed control.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique". Bibliogr. : f. [97].
Mots-clés libres: Asynchrone, Auxiliaire, Commande, Conception, Direct, Enroulement, Flux, Implantation, Machine, Modele, Modelisation, Monophase, Oriente, Rotorique, Simulation, Tension, Validation.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Dessaint, Louis-A.
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Champagne, Roger
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 15 févr. 2011 20:56
Dernière modification: 02 nov. 2016 01:20
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/381

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