FR2901647A1 - Dispositif et procede de commande de puissance pour une machine dynamo electrique du type a enroulement de champ - Google Patents

Dispositif et procede de commande de puissance pour une machine dynamo electrique du type a enroulement de champ Download PDF

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Norihito Kimura
Katsunori Tanaka
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Denso Corp
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Abstract

Un dispositif de commande (1) destiné à commander un courant d'excitation d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) présentant un enroulement d'excitation de façon à obtenir une puissance demandée de celle-ci comprend un circuit de détection de courant d'excitation (1000) pour détecter un courant d'excitation de la machine dynamoélectrique (2), un circuit de détection de vitesse de rotation (1020) pour détecter une vitesse de rotation d'un rotor de la machine dynamoélectrique (2), un circuit d'estimation de puissance pour estimer une puissance de la machine dynamoélectrique (2), un circuit de commande de courant d'excitation (1200) pour corriger le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique (2) afin d'obtenir la puissance demandée et à fournir le courant d'excitation corrigé à un enroulement d'excitation de la machine dynamoélectrique (2) en considérant une fonction à valeurs multiples de la puissance de la machine dynamoélectrique (2) par rapport au courant d'excitation.

Description

2901647
Des générateurs de courant alternatif (AC) sont largement bien connus en tant que tels générateurs devant être installés dans des véhicules à moteurs électriques. En variante, une introduction de générateurs ou de moteurs dynamoélectriques du type à enroulements de champ est à présent en cours, en prenant en compte la capacité de gestion d'une commande de puissance. Un générateur électrique génère un courant alternatif triphasé dans une bobine de stator prévue pour un stator lors d'une rotation d'un rotor présentant une bobine de champ. Le courant alternatif triphasé est redressé par un redresseur en pont triphasé constitué de six diodes et fourni en sortie sous forme de courant continu. La tension générée du générateur électrique est proportionnelle à la vitesse de rotation du rotor et à l'amplitude du couvrant d'excitation qui circule à travers la bobine de champ. La tension utilisée pour charger la batterie ou fournir une puissance électrique aux diverses charges électriques dans le véhicule à moteur électrique doit être maintenue à un niveau donné. Les générateurs électriques de la technique classique ont été dotés d'un moyen de commande de puissance destiné à commander la tension de génération en ajustant le courant d'excitation à l'aide d'un régulateur même lorsque la tension de génération varie de par la variation de la vitesse de rotation du rotor.
Le moyen de commande de puissance commande la puissance du générateur électrique en réalisant le rapport cyclique du courant d'excitation sous la commande d'une modulation de largeur d'impulsion, c'est-à-dire pour ajuster le courant de champ devant être fourni à l'enroulement de champ. En particulier, une valeur cible de la puissance du générateur est déterminée en fonction d'une valeur de la puissance électrique demandée par les charges électriques et la batterie, et ensuite une valeur cible du courant de champ est également déterminée en fonction de la valeur cible de la puissance du générateur électrique, ce qui est suivi par la détermination d'un rapport cyclique du courant d'excitation sur la base de la valeur cible du courant de champ. Ensuite, une commande marche-arrêt des éléments de commutation est exécutée de façon à réaliser le rapport cyclique du courant d'excitation. Plus particulièrement, l'écart entre une valeur détectée et la valeur cible de la tension de batterie est généralement utilisé pour réaliser une commande de rétroaction en vue d'augmenter/de diminuer le courant d'excitation.
Un procédé et un dispositif destinés à commander un courant d'excitation sur la base d'une commande de couple de génération se sont fait connaître depuis peu. Dans ce procédé, un courant excitation est commandé en fonction d'une valeur du courant d'excitation qui a été calculée sur la base d'un couple de génération demandé.
Les brevets japonais mis à la disposition du public Nos 2003-074 368 et 2003-284 257 et USP 6 900 618 décrivent chacun un procédé de commande d'un courant d'excitation sous une commande de couple de génération, où un couple de génération est calculé en substituant une valeur détectée du courant d'excitation et une valeur de détection de la vitesse de rotation du rotor dans une mappe indiquant la relation entre au moins le courant d'excitation, la vitesse de rotation du rotor et le couple de génération. Dans ce procédé, le couple de génération calculé du générateur électrique est transmis à une unité de commande électronique (ECU) du véhicule à moteur électrique de façon à être utilisé pour une commande de moteur à combustion interne, ou bien un courant électrique de génération calculé de la même manière est utilisé pour la commande d'une batterie.
Un dispositif destiné à commander un courant d'excitation utilisé pour une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ destinée à un véhicule à moteur électrique comprend : une unité de détection de courant d'excitation destinée à détecter un courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ pour fournir en sortie une valeur de détection du courant d'excitation, une unité de détection de vitesse de rotation destinée à détecter la vitesse de rotation du rotor de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ pour fournir en sortie une valeur de détection de la vitesse de rotation, une unité de calcul de couple de génération de puissance destinée à estimer le couple de génération sur la base d'une relation des valeurs de détection du courant d'excitation et de la vitesse de rotation du rotor et sur la base de la valeur de détection du courant d'excitation pour fournir en sortie la valeur de détection d'un couple de 4 2901647
génération, et une unité de commande de courant d'excitation destinée à fournir un courant d'excitation à l'enroulement de champ, le courant d'excitation correspondant à une valeur de commande de courant d'excitation qui a été calculée sur la base 5 de la valeur d'estimation du couple de génération. Le dispositif ci-dessus destiné à commander un courant d'excitation utilisé pour une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ pour véhicule à moteur électrique utilise le procédé ci-dessus pour commander le courant d'excitation sous 10 commande de couple de génération, dans lequel procédé, il est fait référence à une table ou une mappe indiquant la relation entre le courant d'excitation, la vitesse de rotation du rotor et le couple de génération. Cependant, ce procédé a souffert d'un problème de faible précision de calcul concernant le 15 courant d'excitation déterminé qui est calculé sur la base d'une valeur de commande du couple de génération. Ce problème a créé un autre problème en ce qu'une erreur non moindre peut survenir entre le couple de génération demandé ou le courant électrique fourni en sortie et le couple de génération ou le courant 20 électrique de génération réellement générés. Cependant, le procédé de commande vectorielle est largement utilisé en tant que procédé pour commander le couple de génération d'un moteur électrique à induction. Dans ce procédé de commande vectorielle, un mécanisme de génération de couple 25 d'un moteur électrique à induction est considéré comme étant équivalent à un moteur à courant continu. En d'autres termes, ce procédé permet une commande de couple de génération instantanée sur la base de l'orthogonalité entre un flux embrassé secondaire et un courant de composante de couple. 30 Le document USP 5 334 923 (Lorenz et al.) décrit un procédé et un dispositif destinés à commander indirectement un couple de génération d'une machine à induction sur la base d'un flux d'entrefer. En particulier, ce procédé et ce dispositif exécutent une commande d'un angle d'écartement réalisé entre le 35 flux du moteur électrique, tel qu'un flux d'armature, et un courant de commande de couple de génération pour réaliser instantanément une commande de couple de génération. Plus particulièrement, le procédé et le dispositif de Lorentz et al., commandent une quantité vectorielle qui est constituée des 40 composantes d'amplitude et de position du flux du moteur 5 2901647
électrique, tel que le flux d'armature. Donc, conformément au procédé et au dispositif de Lorentz et al., une mesure est réalisée concernant l'amplitude et la position du flux du moteur électrique, tel que le flux d'armature. Le flux d'armature peut 5 être calculé d'après le flux d'entrefer. En particulier, une mesure du troisième harmonique du flux d'entrefer peut déterminer l'amplitude et la position du flux d'armature avec une précision élevée. Le document USP 5 272 429 (Lipo et al.) décrit un procédé de calcul du troisième harmonique du flux 10 entrefer sur la base d'une tension et d'un courant d'un stator. Ce procédé calcule une erreur de gain de glissement sur la base de l'amplitude et de la position du flux d'armature pour corriger le courant d'excitation requis pour une compensation du couple de génération demandé. 15 Cependant, les procédés et dispositifs décrits dans les documents de brevets ci-dessus sont prévus à condition qu'il existe une relation linéaire entre le couple de génération d'une machine à induction et le courant de commande de couple de génération. Ceci soulève un problème d'insuffisance de la 20 précision de la commande de couple de génération dans le cas, par exemple, où la linéarité est rompue pour certaines raisons. Un des facteurs qui peut provoquer la non-linéarité est une saturation magnétique ou des caractéristiques d'hystérésis d'un circuit d'aimantation, ou sinon, le fait qu'un élément rotatif, 25 qui est entraîné par un moteur électrique, présente une masse d'inertie. Résumé de l'invention La présente invention a été réalisée en considérant de telles situations, et c'est par conséquent un objectif de la 30 présente invention de fournir un dispositif et un procédé d'alimentation de courant d'excitation dans lesquels un courant d'excitation approprié destiné à fournir en sortie le couple de génération commandé est calculé et fourni à la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ ou au moteur 35 électrique à induction, en particulier pour une utilisation dans un véhicule à moteur électrique. Conformément à une caractéristique principale de l'invention, le dispositif d'excitation destiné à être d'alimentation de courant utilisé dans la machine 40 dynamoélectrique du type à enroulement de champ comprend un 6 2901647
circuit de détection de courant d'excitation, un circuit de détection de vitesse de rotation, un circuit de calcul de couple de génération et un. circuit de commande de courant d'excitation. Le circuit de détection de courant d'excitation est conçu pour 5 mesurer un courant d'excitation d'un enroulement de flux de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ pour fournir en sortie le résultat de la mesure en tant que valeur de courant d'excitation détectée de celle-ci. Le circuit de détection de vitesse de rotation est conçu pour détecter la 10 vitesse de rotation du rotor de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ pour fournir en sortie le résultat de la détection en. tant que vitesse de rotation détectée. Le circuit de calcul de couple de génération est conçu pour estimer le couple de génération de sortie de la machine dynamoélectrique 15 en faisant référence à la table prédéterminée qui contient une relation entre au moins la valeur détectée du courant d'excitation, la valeur détectée de la vitesse de rotation et le couple de génération de puissance pour fournir en sortie le résultat de l'estimation en tant que valeur estimée du couple de 20 génération. Le courant d'excitation approprié pour une valeur de commande du couple de génération peut également être calculé dans le circuit de calcul de couple de génération. Le circuit de commande de courant d'excitation est conçu pour fournir le courant d'excitation calculé dans le circuit de calcul de couple 25 de génération à destination de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ de façon à obtenir le couple de générateur de commande. Dans le dispositif de commande et d'alimentation de courant d'excitation conçu et fabriqué comme ci-dessus, il est préférable que le circuit de calcul de couple 30 de génération puisse calculer le couple de génération de puissance de la machine dynamoélectrique à partir d'au moins la valeur détectée du courant d'excitation et la valeur détectée de la vitesse de rotation en considérant la dépendance à valeurs multiples du couple de génération de puissance sur le courant 35 d'excitation. Par conséquent, il est possible que le circuit de calcul de couple de génération puisse améliorer la précision du couple de génération de puissance de la machine dynamoélectrique en commandant le courant d'excitation, en d'autres termes, de réduire une erreur d'estimation du couple de génération de puissance en compensant une erreur dans le courant d'excitation. Brève description des dessins
D'autres objectifs et caractéristiques de la présente invention deviendront plus évidents d'après la description détaillée suivante du mode de réalisation préféré prise conjointement aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente un schéma synoptique illustrant un
agencement d'un dispositif de commande de courant d'excitation 10 destiné à être utilisé dans la machine dynamoélectrique du type
à enroulement de champ conforme au premier mode de réalisation
de la présente invention,
La figure 2 est un graphe de courbes d'aimantation représentant une relation entre un courant d'excitation d'un
15 noyau de fer qui est un élément compris dans le circuit d'enroulement de champ et le flux embrassé magnétique de l'enroulement d'armature,
La figure 3 est un organigramme illustrant une procédure de
fonctionnement du dispositif de commande de couple de génération 20 conforme au premier mode de réalisation de la présente
invention,
La figure 4 est un exemple de calcul d'une valeur corrigée du courant d'excitation,
La figure 5 représente un schéma synoptique illustrant un
25 agencement d'un dispositif de commande de courant d'excitation destiné à être utilisé dans la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ conforme à la modification du premier mode de réalisation de la présente invention,
La figure 6 est un organigramme illustrant une opération de
30 rétablissement du point de fonctionnement des courbes d'aimantation représentant une relation entre un courant d'excitation d'un noyau de fer et le flux embrassé magnétique de l'enroulement d'armature,
La figure 7 est une illustration d'un agencement détaillé
35 d'un circuit de détection de vitesse de rotation conforme au premier mode de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 1,
La figure 8 est une illustration d'un agencement détaillé d'un circuit de détection de courant d'excitation conforme au premier mode de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 1,
La figure 9 est une illustration d'un agencement détaillé
d'un circuit de commande de courant d'excitation conforme au 5 premier mode de réalisation de la présente invention représenté
sur la figure 1,
La figure 10 représente un schéma synoptique illustrant un agencement d'un circuit de calcul de couple de génération conforme à la présente invention représenté sur la figure 1,
10 La figure 11 représente un autre schéma synoptique illustrant un agencement d'un circuit de calcul de couple de génération conforme au premier mode de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 1,
La figure 12 représente un schéma synoptique illustrant un
15 agencement d'un dispositif de commande de courant d'excitation destiné à être utilisé dans la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ conforme au second mode de réalisation de la présente invention,
La figure 13 représente un schéma synoptique illustrant un
20 agencement d'un circuit de calcul de couple de génération conforme au second mode de réalisation de la présente invention représenté sur la figure 12,
La figure 14 représente un organigramme illustrant une procédure de fonctionnement du dispositif de commande de courant
25 d'excitation conforme au second mode de réalisation de la présente invention,
La figure 15 représente un schéma synoptique illustrant un agencement d'un dispositif de commande de courant d'excitation destiné à être utilisé dans la machine dynamoélectrique du type
30 à enroulement de champ conforme au troisième mode de réalisation de la présente invention,
La figure 16 est un organigramme illustrant une procédure de fonctionnement du dispositif de commande de courant d'excitation conforme au troisième mode de réalisation de la présente
35 invention.
Description détaillée des modes de réalisation préférés
Divers modes de réalisation de la présente invention seront à présent décrits par la suite en faisant référence aux dessins annexés.
La présente invention est applicable à toutes les machines dynamoélectriques du type à enroulement de champ . Cependant, dans le but de la description présente, une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ triphasé est décrite.
En se référant aux figures 1 à 11, une description sera donnée ci-dessous d'un dispositif de commande de puissance pour une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ, en particulier pour une utilisation dans un véhicule à moteur électrique conforme au premier mode de réalisation de la présente invention.
La figure 1 est un schéma synoptique illustrant un système de commande de puissance d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ destinée à être utilisée dans un véhicule à moteur électriqueä
Le dispositif de commande de puissance 1, en particulier destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique, conforme au premier mode de réalisation de la présente invention (désigné par le terme dispositif de commande de courant d'excitation dans la présente invention) est connecté à un générateur de courant alternatif (AC) 2, en particulier pour une utilisation dans un véhicule à moteur électrique, (appelé machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ destinée à être utilisée dans un véhicule à moteur électrique dans la présente invention), et à un dispositif de commande de moteur 3. En outre, le générateur de courant alternatif 2 est connecté à une batterie 4 et le dispositif de commande de moteur 3 est connecté à une unité ECU de gestion de puissance 5. Le dispositif de commande de moteur 3 détermine une valeur de commande de couple par l'intermédiaire d'une communication avec une unité ECU de gestion de puissance 5 ou autre et l'envoie au dispositif de commande de génération de puissance pour une utilisation dans un véhicule à moteur électrique 1.
Le dispositif de commande de génération de puissance destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 1 fournit un courant de génération, qui est généré pour la batterie 4, et reçoit la valeur de commande de couple du dispositif de commande de moteur 3. De plus, il détecte un courant d'excitation, une vitesse de rotation et une tension de sortie du générateur de courant alternatif destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2. Le dispositif de commande de génération de puissance destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 1 présente une fonction de commande d'une tension de sortie du générateur de courant alternatif destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2 à une valeur de consigne de tension d'ajustement prédéterminée (c'est-à-dire 14 V), et de commande d'un couple de génération du générateur de courant alternatif destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2 à la valeur de commande de couple à partir du dispositif de commande de moteur 3. En particulier, le dispositif de commande de génération de puissance destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 1 exécute en outre un calcul d'une valeur d'estimation de couple de génération et un calcul de courant de génération, et commande l'ampleur du courant d'excitation devant être délivré à une bobine de champ 220 sur la base de la valeur d'estimation de couple calculée et de la valeur de commande de couple reçue.
Le générateur de courant alternatif destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2 comprend une bobine d'armature triphasée 200, un redresseur à deux alternances triphasé 210 et une bobine de champ 220.
Une sortie de courant alternatif induite est fournie au redresseur à deux alternances triphasé 210. Le redresseur 210 est un circuit redresseur à deux alternances qui redresse une sortie de courant alternatif de la bobine d'armature 200 en sortie de courant continu. La bobine de champ 220 génère un champ en faisant circuler le courant d'excitation dans le but de générer un flux magnétique embrassé pour induire une tension vers la bobine d'armature 200.
Le dispositif c.e commande de moteur 3 calcule une valeur de commande de courant d'excitation destinée à exciter le courant du générateur de courant alternatif destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2 sur la base de la valeur d'estimation de couple appliquée en entrée depuis une section de commande de couple 110 par l'intermédiaire d'une section de communication 160 et une tension de batterie (ou l'état de charge SOC de la batterie peut également être admissible) appliquée en entrée depuis l'unité ECU de gestion de puissance 5.
La base du calcul de la valeur de commande de courant d'excitation est réalisée sous forme d'une commande de rétroaction connue pour augmenter ou diminuer le courant d'excitation If de façon à éliminer une différence entre la valeur de commande de couple calculée par le dispositif de commande de moteur 3 et la valeur d'estimation de couple reçue. Bien entendu, l'amplitude de la tension de batterie et du courant de génération est également considérée pour un calcul de la valeur de commande de couple. Ceci permet une diminution de la valeur de commande de courant d'excitation si la tension de batterie est élevée et une diminution de la valeur de commande de courant d'excitation si la tension de batterie est faible. Il existe plusieurs variantes de la commande de rétroaction de courant d'excitation en elle-même utilisant la valeur d'estimation de couple.
Le dispositif de commande de génération de puissance destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 1 comprend une section de détection de courant d'excitation 100, une section de détection de vitesse de rotation 102, une section de détection de tension de sortie 104, une section de commande de couple de génération 110, une section de commande de courant d'excitation 120, un transistor de puissance 130, une diode de roue libre 140, des éléments de résistance 151 à 153, une section de communication 160 et un circuit de puissance 170.
La section de détection de courant d'excitation 100 détecte un courant d'excitation qui circule dans la bobine de champ 220 sur la base d'une chute de tension de l'élément de résistance destiné à une détection de courant 151 connecté entre la masse et une borne de source du transistor de puissance 130 configuré par un transistor à effet de champ MOSFET à canal N et la fournit en sortie en tant que valeur de détection de courant d'excitation.
La figure 7 est une illustration d'un circuit de détection de courant d'excitation 1000 de la section de détection de courant d'excitation 100. Comme représenté sur la figure 7, le circuit de détection de courant d'excitation 1000 comprend un circuit d'amplification de calcul 1001, des résistances 1002 et 1003 et un circuit de conversion A/N 1004. Un amplificateur présentant un facteur d'amplification déterminé par les deux résistances 1002 et 1003 est constitué par le circuit d'amplification de calcul 1001 et les deux résistances 1002 et 1003. L'amplificateur amplifie la tension d'entrée présentant une valeur correspondant au courant d'excitation et fournit en sortie la tension amplifiée. Le circuit de conversion A/N 1004 reçoit un signal de sortie provenant de l'amplificateur au niveau d'une borne d'entrée et un signal d'attaque, non représenté au niveau d'une borne d'horloge (CL) dans une logique négative, reçoit la tension de sortie d'un amplificateur comme décrit ci-dessus à un instant où le signal d'attaque passe d'un niveau élevé à un niveau faible, et la convertit en des données numériques contenant des informations sur la valeur de courant d'excitation. Les données numériques sont fournies en sortie à la section de commande de couple de génération 110.
La section de détection de vitesse de rotation 102 détecte la vitesse de rotation sur la base d'une fréquence d'une tension monophasée de la bobine d'armature 200. Une tension de phase Vp de la bobine d'armature 200 prend une forme d'onde avec un rapport cyclique à 50 % et la fréquence étant proportionnelle à la vitesse de rotation du générateur de courant alternatif destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2. Par conséquent, après que la tension de phase Vp a été rendue binaire, la section de détection de vitesse de rotation 102 compte le nombre d'impulsions par heure et le fournit en sortie en tant que valeur de détection de vitesse de rotation à la section de calcul de couple de génération et de courant de génération 110.
La section de détection de vitesse de rotation 102 peut être configurée pour calculer non seulement la vitesse de rotation, mais également une composante de variable dans le temps de la vitesse de rotation, c'est-à-dire l'accélération de rotation.
La figure 8 est une illustration d'un circuit de détection de vitesse de rotation 1020 constituant la section de détection de vitesse de rotation. Comme représenté sur la figure 8, le circuit de détection de vitesse de rotation 1020 comprend un transistor 1021, une diode 1022, des condensateurs 1023 et 1024, des résistances 1025 à 1029 et un circuit de conversion A/N 1030.
L'une des tensions de phase de la bobine d'armature 200 est divisée par un circuit de division constitué par les résistances 1025, 1026 et appliquée à la base du transistor 1021. Un circuit redresseur de forme d'onde est constitué par le transistor 1021 et la résistance 1027 connectée au côté correcteur de celui-ci. Un signal réalisé par la mise en forme de la forme d'onde de tension de phase est fourni en sortie du collecteur du transistor 1021. La sortie est appliquée en entrée dans un circuit de différentiation constitué par le condensateur 1023 et la résistance 1028 et la sortie différentiée est redressée par la diode 1022. Ensuite, elle est appliquée en entrée dans un circuit de charge et de décharge constitué par le condensateur 1024 et la résistance 1029. Ces configurations permettent de générer d'une tension proportionnelle à la fréquence de la tension de phase de la bobine d'armature 200 et de l'appliquer en entrée au circuit de conversion A/N 1030. Le circuit de conversion A/N 1030 convertit la tension d'entrée en des données numériques. Les données numériques sont fournies en sortie à la section de calcul de couple de génération et de courant de génération 110.
La section de détection de tension de sortie 104 convertit la tension de sortie du générateur AC destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2 détectée sur la base d'une tension partielle de la tension de sortie du générateur AC destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2 divisée par un circuit de division de résistance constitué par les éléments de résistance 152, 153 à un signal numérique, et la fournit en sortie à la section de calcul de couple de génération 110 sous forme d'une valeur de détection de tension de sortie.
La section de détection de tension de sortie 104 peut être un voltmètre capable de fournir en sortie le résultat sous forme d'un signal numérique ou peut être une combinaison d'un voltmètre analogique et d'un convertisseur A/N.
Comme représenté sur la figure 10, la section de commande de couple de génération 110 comprend une section de correction de courant d'excitation 110e, une section de calcul de couple de génération 110b et une sectiond'opération de rétablissement de points de déplacement 110c. La section de correction de courant d'excitation 110a présente une fonction de correction de courant d'excitation, la section de calcul de couple de génération 110b présente une fonction d'estimation de couple de génération et la section d'opération de rétablissement de points de déplacement 110c présente une fonction d'opération de rétablissement de points de déplacement qui sera décrite ultérieurement. La section de correction de courant d'excitation 110a comprend une mappe de couple.
Comme représenté sur la figure 11, la section de commande de couple de génération 110 est constituée par au moins une unité centrale (UC) 1101 et une mémoire 1102. En plus de la mappe de couple représentant la relation du courant d'excitation, de la vitesse de rotation et de la tension de sortie par rapport au couple de génération, la mémoire 1102 mémorise un programme informatique servant de fonction de correction de courant d'excitation, un programme informatique servant de fonction d'estimation de couple de génération et un programme exécutant une opération de rétablissement de points de déplacement.
Dans un exemple, la correction du courant d'excitation corrige la valeur ce détection de courant d'excitation détectée par la section de détection de courant d'excitation 100 et calcule une valeur de courant d'excitation corrigée devant être utilisée pour un calcul de couple de génération et de courant de génération en tant que paramètre d'entrée. En variante, la correction du calcul de courant d'excitation et de couple de génération peut être traitée en intégralité.
Le calcul de la valeur de courant d'excitation corrigée est un calcul destiné à. corriger une erreur d'estimation de couple provoquée par les caractéristiques d'hystérésis d'un matériau magnétique qui constitue un circuit magnétique de la bobine de champ 220. Le calcul est exécuté pour la valeur de détection de courant d'excitation appliquée en entrée afin de déterminer la valeur de courant d'excitation corrigée, et la valeur de courant d'excitation corrigée est utilisée par la section de commande de couple de génération 110 pour déterminer la valeur d'estimation de couple. Dans une estimation de couple de génération, une valeur d'estimation de couple est calculée sur la base, par exemple, de la valeur de courant d'excitation corrigée, de la valeur de détection de vitesse de rotation et de la valeur de détection de tension de sortie. Par exemple, la section de commande de couple de génération 110 mémorise les mappes de couples représentant les relations du courant d'excitation, de la vitesse de rotation et de la tension de sortie par rapport au couple de génération par avance et calcule la valeur d'estimation de couple en substituant la valeur de courant d'excitation corrigée et la valeur de détection de vitesse de rotation dans les mappes.
La section de commande de courant d'excitation 120 commande par intermittence le transistor attaqué par le courant d'excitation 130 en fonction de la valeur de commande de courant d'excitation reçue du dispositif de commande de moteur 3 par l'intermédiaire de la section de communication 160.
La figure 9 illustre un circuit de commande de courant d'excitation 1200 qui constitue la section de commande de courant d'excitation. Comme représenté sur la figure 9, le circuit de commande de courant d'excitation 1200 comprend une résistance 1201, ur.. condensateur 1202, un circuit de génération de forme d'onde en dents de scie 1203, un comparateur de tension 1204 et un circuit ET 1205. Un circuit de lissage est constitué par la résistance 1201 et le condensateur 1202. Le signal fourni en sortie de la section de communication 160 est appliqué en entrée dans une borne positive du comparateur de tension 1204. Un signal de forme d'onde en dents de scie fourni en sortie du circuit de génération de forme d'onde en dents de scie 1203 est appliqué en entrée à une borne négative du comparateur de tension 1204. Le comparateur de tension 1204 compare l'entrée lissée appliquée en entrée à la borne positive et le signal de forme d'onde en dents de scie appliqué en entrée à la borne négative, en fournissant en sortie de cette manière un signal de modulation de largeur d'impulsion présentant un rapport cyclique correspondant au circuit ET 1205.
Cependant, la tension de sortie AC du générateur destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2 détectée sur la base de la tension divisée de la tension de sortie AC du générateur destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur 2 divisée par le circuit de division à résistance constitué des éléments de résistance 152, 153 est convertie en une tension opérationnelle appropriée dans le circuit de puissance 170 et appliquée en entrée au circuit de commande de courant d'excitation 120. Ensuite, elle est appliquée en entrée en circuit ET 1205.
Le circuit ET 1205 .reçoit le signal de modulation de largeur d'impulsion et la tension opérationnelle du circuit de puissance 1206. Ensuite, il fournit en sortie un signal d'attaque qui est équivalent au ET logique de ceci, au transistor de puissance 130
Le transistor de puissance 130 est connecté à la bobine de champ 220 en série et fait circuler le courant d'excitation vers la bobine de champ 220 lorsqu'il se trouve dans un état passant. La résistance 151, qui est équivalente à une résistance de détection destinée à détecter le courant d'excitation, est connectée à un côté source du transistor de puissance 130. Le courant d'excitation est détecté par la section de détection de courant d'excitation 100 sur la base d'une tension de borne de la résistance 151 qui est générée lorsque le courant d'excitation circule dans la bobine de champ 220 entre la source et le drain du transistor de puissance 130 et par l'intermédiaire de la résistance 151.
La diode de roue libre 140, connectée à la bobine de champ 220 en parallèle, reflue le courant d'excitation lorsque le transistor de puissance 130 est dans l'état bloqué.
La section de communication 160 transmet la valeur d'estimation de couple obtenue par la section de calcul de couple de génération 110 au dispositif de commande de moteur 3 et transmet la valeur de commande de courant d'excitation obtenue par le dispositif de commande de moteur 3 à la section de commande de courant d'excitation 120. Il est inutile de dire que la section de communication 160 comporte un protocole de communication destiné à envoyer et recevoir ces données, et convertit un format de données approprié à une réception de données à destination.
(Exemple spécifique 1 d'une correction du courant d'excitation) L'exemple spécifique 1 d'une correction du courant d'excitation sera à présent expliqué en faisant référence à la figure 2.
La correction du courant d'excitation corrige globalement une erreur DIf = Ifm - If entre la valeur de détection de courant d'excitation If et un courant d'excitation de création de mémoire Ifm qui a été utilisé lors de la création de la mappe de couple décrite ci-dessus et d'une mappe de courant de génération. L'erreur DIf est générée en raison des
caractéristiques d'hystérésis d'un matériau magnétique constituant un circuit magnétique dans lequel le flux de champ circule. Une génération de l'erreur AIf provoquée par les caractéristiques d'hystérésis sera expliquée ci-après.
La figure 2 est une illustration d'un courant d'excitation et d'une quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature (appelée également flux magnétique embrassé de bobine de stator) 1). Comme on le sait bien, la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature est proportionnelle à une tension sans charge Eo de la bobine d'armature. La figure 2 représente uniquement le premier quadrant. LO représente une ligne de caractéristique d'aimantation initiale (également appelée courbe d'augmentation initiale), L1 représente une ligne de caractéristique lors d'une chute depuis l'état de saturation magnétique (appelée ligne de caractéristique de saturation et de diminution) et L2 représente une ligne de caractéristique dans le cas où l'excitation est réalisée à partir d'un point où l'état d'excitation 0 est atteint depuis L1 (l'état de magnétisation résiduelle maximum), 4)rmax représente la quantité de flux magnétique résiduelle maximum.
Dans ce mode de réalisation, à l'expédition, une quantité importante de courant est délivrée à la bobine de champ 220 pour saturer magnétiquement le circuit magnétique d'excitation avant expédition. De même, après cela, le courant est délivré au transistor 130 avec un rapport cyclique à 100 % à un moment préférable au moins pendant plusieurs secondes (pour une certaine constante de temps ou plus) de façon à rétablir régulièrement le circuit magnétique d'excitation à un état de saturation magnétique totale. Il est préférable que l'opération de saturation magnétique forcée soit réalisée immédiatement après le démarrage du moteur ou lorsque le courant de charge est important. De plus, elle est de préférence exécutée dans un état où la tension de batterie est faible et où l'état de charge de la batterie est faible pour absorber une augmentation du courant de génération provoquée par une augmentation de la valeur du courant d'excitation If. De plus, il est préférable qu'elle soit exécutée dans l'état où le régime du moteur est faible du fait que l'augmentation du courant de génération est plus petite. Cet agencement permet au point de déplacement dans l'état sans excitation à l'intérieur du noyau de fer du circuit magnétique d'excitation tel que représenté sur la figure 2 de revenir au point de coordonnées A (If = 0, 4)rmax). Cette opération de rétablissement de points de déplacement sera décrite ultérieurement en se référant à la figure 6.
L'excitation de rétablissement est exécutée dans un environnement de fonctionnement approprié ou permet régulièrement aux caractéristiques du circuit magnétique d'excitation, lorsque le courant diminue ensuite, de revenir à la ligne de caractéristique L1. En conséquence de ceci, si la mappe de couple (appelée ci-après seconde mappe) créée sur la base de la relation de la ligne de caractéristique L1 a été mémorisée à l'avance, l'erreur AIf ne sera pas générée en utilisant la seconde mappe lorsque le courant d'excitation If diminue de façon monotone à partir du courant d'excitation Ifmax. De plus, si la mappe de couple et la mappe de courant de génération créées sur la base de la relation de la ligne de caractéristique L2 (appelée ci-après première mappe) ont été mémorisées à l'avance, l'erreur AIf ne sera pas générée dans le cas où le courant d'excitation augmente de façon monotone à partir du courant d'excitation If = O.
On notera que, pour une collecte de données en vue de créer ces mappes, une mappe est créée à une température ambiante proche de la température dans le compartiment moteur, par exemple, à une température ambiante de 90 C.
Ci-après, les détails d'une correction du courant d'excitation seront expliqués en classant les points de déplacement de la machine dynamoélectrique sur la figure 2 en trois cas.
(Cas 1) Du fait du rétablissement du point de coordonnées décrit ci-dessus A, après que la génération de puissance a été lancée, le point de déplacement s'élève depuis le point de coordonnées A le long de la ligne de caractéristique L2. Conformément au résultat mesuré, la ligne de caractéristique L2 approche la ligne de caractéristique d'aimantation initiale LO lorsque le courant d'excitation If augmente. Si la valeur est supérieure ou égale à une certaine valeur de courant d'excitation IfH, la ligne est considérée comme la ligne de caractéristique d'aimantation globalement initiale LO, et donc aucune erreur majeure n'est générée.
En d'autres termes, au cours d'un fonctionnement, le courant 40 d'excitation If commence à augmenter de façon monotone depuis le point de coordonnées A et lorsqu'il dépasse la valeur de courant d'excitation IfH, la ligne de caractéristique L2 peut être considérée comme identique à la ligne de caractéristique L0. En conséquence, si le courant d'excitation If est supérieur ou égal au courant d'excitation IfH, il peut être reconnu qu'aucune erreur n'est générée, provoquée par une estimation de couple et une estimation de courant de génération en utilisant la première mappe sur la base de la ligne de caractéristique L2.
En d'autres termes, dans le présent mode de réalisation, la ligne de caractéristique L2 est employée en tant que courant d'excitation de création de mémoire Ifm devant être utilisé lors de la création de la première mappe décrite ci-dessus. Dans l'état de mise en oeuvre du Cas 1 (lorsque le courant d'excitation augmente de façon monotone depuis If = 0), et après que la valeur de courant d'excitation est passée à IfH ou plus, l'erreur d'estimation de couple est calculée en utilisant la première mappe sur la base de la ligne de caractéristique L2. Cet agencement peut réduire l'erreur considérablement.
(Cas 2) Ensuite, lorsque le courant d'excitation If diminue depuis l'état où il peut être considéré que le courant d'excitation If = courant d'excitation Ifmax, la quantité de flux magnétique
embrassé de bobine d'armature diminue suivant la ligne de caractéristique Ll. De plus, dans le cas où le courant d'excitation If diminue depuis l'état où la valeur de courant d'excitation est IfH à Ifmax, la valeur de courant d'excitation If diminue suivant la ligne de caractéristique L3, et si la valeur est inférieure ou égale à une certaine valeur de courant d'excitation IfL, elle est considérée comme la ligne de caractéristique substantielle Ll et donc aucune erreur majeure n'est générée. En d'autres termes, au cours d'un fonctionnement, dans le cas où le courant d'excitation If diminue de façon monotone depuis l'état où la valeur de courant d'excitation est IfH à Ifmax, si la valeur est inférieure à la valeur de courant d'excitation IfL, il peut être considéré que la ligne de caractéristique L3 est identique à la ligne de caractéristique L1. Par conséquent, si le courant d'excitation If est inférieur ou égal au courant d'excitation IfL, il peut être constaté qu'aucune erreur n'est générée, provoquée par une estimation de couple en utilisant la seconde mappe sur la base de la ligne de caractéristique L1 ou de la ligne de caractéristique L3.
En d'autres termes, dans le présent mode de réalisation, la ligne de caractéristique Ll est employée en tant que courant d'excitation de création de mémoire Ifm devant être utilisé lors de la création de la première mappe décrite ci-dessus, et dans l'état de mise en oeuvre du Cas 2 (lorsque le courant d'excitation diminue de façon monotone depuis If = Ifmax), ou dans le cas où le courant d'excitation If diminue de façon monotone de IfH à I:fmax à moins de IfL, l'erreur d'estimation de couple est calculée en utilisant la seconde mappe sur la base de la ligne de caractéristique L1. Cet agencement peut réduire l'erreur considérablement.
(Cas 3) Dans un état de fonctionnement autre que le Cas 1 ou le Cas 2 décrits ci-dessus (dans le cas du Cas 3), les points de déplacement existent dans une zone de ligne en diagonale représentée sur la figure 2. Dans le présent mode de réalisation, les valeurs de détection de courant d'excitation If, qui ont été détectées, sont remplacées dans la première mappe et la seconde mappe décrites ci-dessus respectivement pour déterminer la première valeur d'estimation de couple et la valeur d'estimation de courant de génération, ainsi que la seconde valeur d'estimation de couple. Ensuite, la moyenne de ces valeurs est calculée pour déterminer la valeur moyenne des valeurs d'estimation de couple. Cet agencement peut réduire l'erreur d'hystérésis dans l'estimation de couple de génération.
(Exemple spécifique 2 d'une correction du courant d'excitation) L'exemple spécifique 2 d'une correction du courant d'excitation sera expliqué. Dans l'exemple spécifique 2, les lignes de caractéristiques L2 et L3 ont été mémorisées à l'avance. Dans le Cas 3, l'estimation de couple est exécutée en déterminant deux quantités de flux magnétique embrassé de bobine d'armature cl) en substituant la valeur de détection de courant d'excitation If aux lignes de caractéristiques L2 et L3, en substituant les valeurs de flux magnétique moyennes de celles-ci à la ligne de caractéristique L2 pour déterminer la valeur de courant d'excitation corrigée, et en substituant la valeur de courant d'excitation corrigée à la première mappe décrite ci- dessus. On notera que l'estimation de couple peut être exécutée en substituant la valeur de flux magnétique moyenne décrite ci-dessus à la ligne de caractéristique L3 pour déterminer la valeur de courant d'excitation corrigée, et en substituant la valeur de courant d'excitation corrigée à la seconde mappe décrite ci-dessus.
(Exemple spécifique 3 d'une correction du courant d'excitation)
Un exemple spécifique 3 d'une correction du courant d'excitation sera expliqué. Dans l'exemple spécifique 3, le fait que le courant d'excitation précédent immédiatement tend à augmenter ou tend à diminuer dans l'exemple spécifique 2 décrit ci-dessus a été déterminé sur la base de l'historique de la valeur de détection de courant d'excitation précédent immédiatement.
Ensuite, lorsqu'il tend à augmenter, l'estimation de couple est exécutée dans le Cas 3 en déterminant deux quantités de flux magnétique embrassé de bobine d'armature 4 en substituant la valeur de détection de courant d'excitation If aux lignes de caractéristiques L2 et L3, en déterminant la valeur de courant d'excitation corrigée en substituant une valeur déterminée par soustraction d'une valeur prédéterminée Acl) à la valeur de flux magnétique moyenne de celles-ci à la ligne de caractéristique
L2, et en substituant la valeur de courant d'excitation corrigée à la première mappe décrite ci-dessus.
Ensuite, lorsqu'il tend à diminuer, l'estimation de couple est exécutée dans le Cas 3 en déterminant deux quantités de flux magnétique embrassé de bobine d'armature cl) en substituant la valeur de détection de courant d'excitation If aux lignes de caractéristiques L2 et L3, en déterminant la valeur de courant d'excitation corrigée en substituant une valeur déterminée par ajout d'une valeur prédéterminée A4 à la valeur de flux magnétique moyenne de celles-ci à la ligne de caractéristique
L3, et en substituant la valeur du courant d'excitation corrigée à la seconde mappe décrite ci-dessus.
(Exemple de commande spécifique 1)
Ci-après, un exemple de commande spécifique sera expliqué en
faisant référence à l'organigramme représenté sur la figure 3.
Tout d'abord, à l'étape 100, une valeur de détection de 40 vitesse de rotation N et une valeur de détection de tension de sortie V sont lues. La valeur de détection de rotation N est obtenue par la section de détection de vitesse de rotation 102. La valeur de détection de tension de sortie est obtenue par la section de détection de tension de sortie 104.
A l'étape 102, la valeur de détection de courant d'excitation If est lue. La valeur de détection de courant d'excitation If est obtenue par la section de détection de courant d'excitation 100. A l'étape 104, la valeur de détection de courant 10 d'excitation If, qui a été lue, est corrigée en la valeur de courant d'excitation corrigée If'. Ensuite, à l'étape 106, une valeur d'estimation de couple est déterminée en substituant If', N et V à la mappe de couple représentant la relation parmi la valeur de détection de courant 15 d'excitation If, la valeur de détection de vitesse de rotation N, la valeur de détection de tension de sortie V et le couple de génération T. La mappe de couple est mémorisée dans la section de correction de courant d'excitation 110a. Ensuite, à l'étape 108, un courant d'excitation est commandé 20 en utilisant la valeur d'estimation de couple qui a été déterminée et la section de commande de courant d'excitation 120. Une commande de rétroaction est largement utilisée en tant qu'algorithme de commande. (Exemple de calcul 1 de la valeur de courant d'excitation 25 corrigée If') Ensuite, un calcul de la valeur de courant d'excitation corrigée If' décrit à l'étape S104 sera expliqué par la suite en faisant référence à la figure 4. Comme décrit précédemment, dans le Cas 1, du fait que la 30 ligne de caractéristique d'aimantation L2 devant être mémorisée à l'avance est identique aux points de déplacement, une commande pour sélectionner la mappe de couple correspondant à la ligne de caractéristique d'aimantation L2 est prévue. Dans le Cas 2, du fait que la ligne de caractéristique d'aimantation L1 devant 35 être mémorisée à l'avance est identique aux points de déplacement, une commande pour sélectionner la mappe de couple correspondant à la ligne de caractéristique d'aimantation L1 est prévue. Dans le Cas 3, les points de déplacement existent entre les 40 lignes de caractéristiques d'aimantation L1 et L2 comme représenté sur la figure 4. Par conséquent, dans cet exemple, la détermination de caractéristique d'aimantation, qui se situe à la position intermédiaire entre les lignes de caractéristiques d'aimantation Ll et L2, est supposée, et la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature 4x (=(4l + 1)2)/2) pour la détermination de caractéristique d'aimantation intermédiaire est supposée. Il est seulement nécessaire d'appliquer en entrée le courant d'excitation correspondant à la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature 4x à la mappe. Dans le cas où la ligne de caractéristique d'aimantation L2 est utilisée, la valeur de courant d'excitation corrigée Il est déterminée en substituant 4x à la ligne de caractéristique d'aimantation L2. Dans ce cas, l'estimation de couple peut être exécutée en substituant la valeur de courant d'excitation corrigée Il à la mappe de couple sur la base de la ligne de caractéristique d'aimantation L2 à l'étape S106. On notera que dans le cas où la ligne de caractéristique d'aimantation L1 est utilisée dans l'estimation de couple, la valeur de courant d'excitation corrigée I2 est déterminée en substituant 1x à la ligne de caractéristique d'aimantation L1. Dans ce cas, l'estimation de couple peut être réalisée en substituant la valeur de courant d'excitation corrigée I2 à la mappe de couple sur la base de la ligne de caractéristique d'aimantation L1 à l'étape S106. (Exemple de calcul 2 de la valeur de courant d'excitation corrigée If') Un second procédé de calcul de la valeur de courant d'excitation corrigée If' décrit à l'étape S104 sera expliqué par la suite en faisant référence à la figure 4.
Dans l'exemple 1 de calcul décrit ci-dessus, Il ou I2 est déterminé en tant que valeur de courant d'excitation corrigée If' en supposant que les points de déplacement sont situés à mi-chemin entre la ligne de caractéristique d'aimantation Ll et la ligne de caractéristique d'aimantation L2. Cependant, dans le cas où le courant d'excitation tend à augmenter, les points de déplacement sont plus proches de la ligne de caractéristique d'aimantation L2 que de la ligne L1, et dans le cas où le courant d'excitation tend à diminuer, les points de déplacement sont plus proches de la ligne de caractéristique d'aimantation Ll que de la ligne L2.
Ensuite, dans le cas où le courant d'excitation tend à augmenter sur la figure 4, le point de déplacement est établi pour être à la position intermédiaire ml entre un point m3 et un point intermédiaire m sur la ligne de caractéristique d'aimantation L2. Du fait que la ligne de caractéristique d'aimantation L2 est utilisée dans l'estimation de couple, la valeur de courant d'excitation corrigée I3 est déterminée en substituant (1)3 à la ligne de caractéristique d'aimantation L2. Dans ce cas, à l'étape S106, l'estimation de couple peut être exécutée en substituant la valeur de courant d'excitation corrigée I3 à la mappe de couple sur la base de la ligne de caractéristique d'aimantation L2. De plus, dans le diminuer sur la figure 15 pour être à la position point intermédiairecas où le courant d'excitation tend à 4, le point de déplacement est établi intermédiaire m2 entre un point m4 et un sur la ligne de caractéristique d'aimantation L2. Du fait que la ligne de caractéristique d'aimantation L1 est utilisée dans l'estimation de couple, la valeur de courant d'excitation corrigée I4 est déterminée en 20 substituant (1)4 à la ligne de caractéristique d'aimantation L1. Dans ce cas, à l'étape 5106, l'estimation de couple peut être exécutée en substituant la valeur de courant d'excitation corrigée I4 à la mappe de couple sur la base de la ligne de caractéristique d'aimantation L1. 25 (Rétablissement de points de déplacement) Un exemple de l'opération de rétablissement de points de déplacement sera expliqué en faisant référence à l'organigramme représenté sur la figure 6. Tout d'abord, à l'étape 200, il est examiné si le régime du 30 moteur est inférieur ou égal à une valeur prédéterminée. Le régime du moteur est détecté par la section de détection de vitesse de rotation 102. Si la valeur est inférieure ou égale à une valeur prédéterminée, le sous-programme progresse à l'étape 204, si la valeur dépasse une valeur prédéterminée, le sous-35 programme progresse à l'étape 202. A l'étape 202, il est examiné si la tension de batterie est inférieure ou égale à une valeur prédéterminée. La tension de batterie est mesurée par une section de circuit de puissance 170 et envoyée vers une section de rétablissement de points de 40 déplacement 110c de la section de commande de couple de génération 110. Si la valeur est inférieure ou égale à une valeur prédéterminée, le sous-programme progresse à l'étape S204. A l'étape S204, le courant ayant un rapport cyclique à 100 % est appliqué à la bobine de champ 220 pendant plusieurs secondes ou plus. Plus particulièrement, la section de rétablissement de points de déplacement 110c de la section de commande de couple de génération 110 qui a reçu le régime du moteur de la section de détection de vitesse de rotation 102 et la tension de batterie de la section de circuit de puissance 170 émet un ordre à la section de commande de courant d'excitation 102 par l'intermédiaire de la section de communication 160 pour appliquer un courant ayant un rapport cyclique à 100 % pendant plusieurs secondes ou plus. Ceci permet au point de déplacement dans l'état de non excitation dans le noyau de fer du circuit d'excitation de revenir au point de coordonnées A (If = 0, (I)rmax) sur la figure 2. (Modification de mode de réalisation) Un calcul peut être exécuté en estimant un point de coordonnées de courant sur la base d'un historique de courant passé dans un espace en deux dimensions comportant le courant d'excitation et la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature en tant qu'axes de coordonnées respectifs et en corrigeant l'écart entre la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature du point de coordonnée de courant décrit ci-dessus et la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature correspondant à la valeur de courant d'excitation détectée dans la relation entre le courant d'excitation et la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature qui est la base de la relation (mappe) entre le courant d'excitation qui a été mémorisé dans la mémoire à l'avance et le couple degénération. Par exemple, une valeur de courant d'excitation correspondant à la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature du point de coordonnées de courant décrit ci-dessus peut être déterminée et substituée dans la mémoire décrite ci-dessus pour une estimation de couple. En conséquence de ceci, un générateur AC destiné à être utilisé dans un moteur et un véhicule à moteur électrique peut être commandé avec une précision élevée sur la base du couple de 26 2901647 génération. Par exemple, du fait que la valeur de couple en excès du moteur peut être régénérée au cours de la décélération d'un véhicule, la dégradation de la capacité de conduite provoquée par une régénération rapide peut être empêchée et une 5 quantité de régénération peut être augmentée. De plus, un couple de génération du générateur AC destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique est commandé avec une précision élevée pour une variation de couple moteur qui provoque les vibrations du véhicule alors que le moteur est au ralenti dans 10 le but d'annuler la variation de couple du moteur, grâce à quoi une variation de couple moteur est réduite. En conséquence de ceci, un ralenti bas peut être atteint et une économie de carburant supérieure peut être atteinte. (Modification de mode de réalisation) 15 A l'étape 108 sur la figure 3, lorsque le courant d'excitation est fourni au couple de génération demandé, une commande vectorielle telle que décrite dans le chapitre 6 du document de D. W. Novotny et T. A. Lipo, "Vector Control and Dynamics of AC Device" (commande vectorielle et dynamique d'un 20 dispositif AC) (Oxford univ. press, 1996) peut être utilisée. Du fait que le procédé de commande vectorielle commande à la fois l'amplitude et la phase du courant alternatif, il est appelé commande vectorielle. D'une manière générale, dans une commande vectorielle, 25 l'hystérésis du circuit magnétique n'est pas prise en considération et la quantité de flux magnétique embrassé de bobine d'armature n'est pas une fonction à valeurs multiples. L'utilisation du procédé tel que décrit ci-dessus permet également à l'hystérésis du circuit magnétique d'être prise en 30 considération même clans la commande vectorielle. De cette manière, la précision d'estimation de couple de génération peut être augmentée considérablement par comparaison à une technique classique. Par conséquent, une commande de courant d'excitation du type à commande de couple de génération 35 avec une précision élevée peut être réalisée. (Modification de mode de réalisation) On notera que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et diverses modifications restant dans la portée du résumé de la présente invention 40 peuvent être mises en oeuvre.
Un des exemples de modifications sera expliqué en faisant référence à la figure 5. Dans le premier mode de réalisation, la section de commande de couple de génération 110 est prévue dans le dispositif de commande de génération de puissance destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 1. La section de commande de couple de génération 110 peut être exécutée dans le dispositif de commande de moteur 3 comme représenté sur la figure 6A. De plus, dans le premier mode de réalisation, la section de détection de vitesse de rotation du générateur AC destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique est prévue dans le dispositif de commande de génération de puissance destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 1. Au lieu de cela, comme représenté sur la figure 5, elle peut être prévue dans le dispositif de commande de moteur 3 de façon à détecter la vitesse de rotation du générateur AC destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2 à partir du régime du moteur détecté et du rapport de poulies entre le moteur et le générateur AC destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 2. En outre, le dispositif de commande de génération de puissance destiné à être utilisé dans un véhicule à moteur électrique 1 peut calculer une valeur de commande de courant d'excitation sur la base d'une valeur de commande de couple reçue du dispositif de commande de moteur 3 et d'une valeur d'estimation de couple calculée par celui-ci. L'effet du premier mode de réalisation de la présente invention est décrit. Comme il est observé dans ce qui précède, le premier mode de réalisation dans la présente invention est caractérisé en ce que la section d'estimation de couple présente une fonction de compensation d'une non-linéarité entre le courant d'excitation et le couple de génération. En particulier, il est caractérisé en ce que la section présente une fonction de compensation du couple de génération qui est une fonction à valeurs multiples du courant d'excitation. Une hystérésis est souvent observée dans un système physique où la sortie est une fonction à valeurs multiples à appliquer. Les phénomènes accompagnant l'hystérésis sont définis en 40 tant que phénomènes auxquels le système ne répond pas 28 2901647
promptement à une force appliquée au système physique. En d'autres termes elle est définie comme un phénomène tel que l'état d'un système à un moment dépend d'un état juste avant que le système ne change. 5 Dans un procédé et un dispositif de commande d'un courant d'excitation commandé par couple dans la présente invention, une estimation de couple avec une précision élevée peut être exécutée en compensant ce couple de génération qui est une fonction à valeurs multiples du courant d'excitation. 10 En particulier, la présente invention est caractérisée en ce que la section d'estimation de couple réalise des opérations pour réduire les erreurs dans les valeurs d'estimation de couple provoquées par les caractéristiques d'hystérésis. Une telle étape permet à une commande de courant d'excitation commandé par 15 couple de précision élevée d'être réalisée du fait que la précision d'estimation de couple peut être davantage améliorée par rapport à la technique classique. Dans la commande de courant d'excitation commandé par couple classique, le couple de génération est estimé en affectant des 20 données détectées telles qu'un courant d'excitation à une mappe représentant la relation entre le courant d'excitation et la vitesse de rotation, de façon davantage préférée entre la tension de sortie et le couple de génération. Cependant, cette mappe est préparée avec des caractéristiques d'aimantation 25 initiales d'un circuit magnétique d'excitation en tant que critères. Cependant, comme il est bien connu, du fait qu'un matériau magnétique doux constituant le circuit magnétique d'excitation comporte des caractéristiques d'hystérésis (appelées également "caractéristiques d'hystérésis de courant 30 continu"), le point de fonctionnement s'écarte des caractéristiques d'aimantation initiales lorsqu'il varie avec le courant d'excitation, par conséquent, une relation entre le couple de génération et le courant d'excitation peut varier. A savoir, ceci est dû au fait que des erreurs estimées de couple 35 dans la commande de courant d'excitation commandé par couple résultent des caractéristiques d'hystérésis du circuit magnétique d'excitation. C'est pourquoi les erreurs de couple estimées surviennent en laissant la relation entre le courant d'excitation et la quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature, qui est une 29 2901647
base dans la mappe, s'écarter de l'état lorsque les valeurs sont écrites dans la mappe mémorisée dans la mémoire par ce que l'on appelle les caractéristiques d'hystérésis. Ceci permet aux erreurs de couple estimées d'être réduites si cet écart est 5 diminué. Par exemple, un couple de génération peut être estimé avec une précision élevée en découvrant une erreur de courant d'excitation (AIf) entre un courant d'excitation de fonctionnement et une valeur détectée de courant d'excitation 10 dans la relation entre un courant d'excitation de fonctionnement et une tension de saturation sans charge mémorisée pour la mise en oeuvre du couple de génération afin d'exécuter un traitement tel qu'une compensation de valeur détectée de courant d'excitation en ajoutant l'erreur de courant d'excitation (AIf) 15 à la valeur détectée de courant d'excitation. Dans un mode de réalisation préférable, la section d'estimation de couple mémorise les caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation et les caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de 20 courant d'excitation sous forme de caractéristiques d'aimantation du circuit magnétique d'excitation représentant la relation entre le courant d'excitation globalement utilisé pour l'estimation de couple et l'équivalent de quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature et sélectionne les 25 caractéristiques poloïdales globalement utilisées pour l'estimation de couple, sur la base des conditions de fonctionnement du moteur électrique à enroulement de champ d'un véhicule. A savoir, dans le mode de réalisation, il est prêté 30 attention au fait que les caractéristiques d'aimantation (caractéristiques d'hystérésis) du circuit magnétique d'excitation varie largement avec le temps d'augmentation de courant d'excitation et le temps de diminution de courant d'excitation, l'une quelconque des caractéristiques 35 d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation et des caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation est sélectionnée, suivant la base des conditions de fonctionnement (par exemple une tendance au changement juste avant le courant d'excitation). De préférence, 40 une mappe d'estimation de couple est sélectionnée sur la base 30 2901647 des caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation lorsque le courant d'excitation est augmenté et une mappe d'estimation de couple est sélectionnée sur la base des caractéristiques d'aimantation de temps de 5 diminution de courant d'excitation lorsque le courant d'excitation est diminué. Une telle étape permet que la précision d'estimation de couple soit largement améliorée par rapport à la technique classique. Dans un mode de réalisation préférable, la section 10 d'estimation de couple évalue si une tendance au changement juste avant le courant d'excitation est une tendance d'augmentation de courant ou une tendance de diminution de courant, dans le cas de la tendance d'augmentation de courant, elle estime un couple de génération en utilisant globalement des 15 caractéristiques d'aimantation plus proches des caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation que des caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation et dans le cas de la tendance de diminution de courant, elle estime un couple de génération en utilisant 20 globalement des caractéristiques d'aimantation plus proches des caractéristiques d'aimantation de temps de diminution du courant d'excitation que des caractéristiques d'aimantation du temps d'augmentation du courant d'excitation. A savoir, dans le mode de réalisation, lorsque le courant 25 d'excitation est augmenté, elle estime un couple de génération utilisant une mappe d'estimation correspondant aux caractéristiques d'aimantation plus proches des caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation que des caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de 30 courant d'excitation à la place des caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation, qui sont mémorisées au préalable. Lorsqu'un courant d'excitation est diminué, elle estime un couple de génération utilisant une mappe d'estimation de couple correspondant aux caractéristiques 35 d'aimantation plus proches des caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation que des caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation à la place des caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation, 40 qui sont mémorisées au préalable. Une telle étape permet que la 31 2901647
précision d'estimation de couple soit davantage améliorée par rapport à la technique classique. Dans un mode de réalisation préférable, la section d'estimation de couple sélectionne l'estimation de couple en 5 utilisant globalement des caractéristiques d'aimantation intermédiaires des caractéristiques poloïdales, sur la base des conditions de fonctionnement du moteur à enroulement de champ de véhicule. De préférence, dans des conditions de fonctionnement (le cas 3 décrit en dernier) où un point de fonctionnement est 10 très susceptible de s'écarter des caractéristiques d'aimantation mémorisées au préalable dans un espace de dimension représentant la relation entre le courant d'excitation et la quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature, elle estime un couple de génération, sur la base d'une mappe correspondant à des 15 caractéristiques d'aimantation intermédiaires entre les caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation. de courant d'excitation et les caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation. Même dans ce cas, il est préférable que la section d'estimation de couple estime 20 un couple de génération dans une mappe correspondant aux caractéristiques d'aimantation plus ou moins proches des caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation lorsque le courant d'excitation est augmenté, et il est préférable que la section estime un couple 25 de génération dans une mappe correspondant aux caractéristiques d'aimantation plus ou moins proches des caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation lorsque le courant d'excitation est diminué. Dans un mode de réalisation préférable, les caractéristiques 30 d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation représentent les caractéristiques d'aimantation (Ll) lorsque le courant d'excitation est simplement diminué après avoir atteint globalement un état de saturation magnétique. Une erreur d'estimation de couple de génération peut être diminuée du fait 35 que les caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation peuvent être amenées à correspondre aux caractéristiques d'aimantation en réalisant un traitement de quasi-saturation magnétique sur le circuit magnétique d'excitation.
Dans un mode de réalisation préférable, les caractéristiques d'aimantation de -temps de diminution de courant d'excitation représentent les caractéristiques d'aimantation (L2) lorsque le courant d'excitation est simplement diminué après que le courant d'excitation est simplement diminué d'un état de saturation magnétique substantiel pour atteindre l'état du courant d'excitation nul. Une erreur d'estimation de couple peut être réduite du fait que les caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation peuvent être amenées à correspondre aux caractéristiques d'aimantation en exécutant un traitement de quasi-saturation magnétique sur le circuit magnétique d'excitation.
S'il est en outre décrit qu'un cycle d'hystérésis enfermé par les courbes de caractéristiques L1 et L2 (voir figure 2) est très étroit et que la distance entre le point de fonctionnement présent intérieur et la courbe de caractéristique L1 ou L2 est considérablement plus petite que la distance entre le point de fonctionnement et les caractéristiques d'aimantation initiales L0, une erreur d'estimation de couple peut être grandement améliorée du fait que le point de fonctionnement peut être ramené sur les courbes de caractéristiques L1 et L2 comme il se doit ou périodiquement par le traitement de saturation magnétique mentionné précédemment.
Dans un mode de réalisation préférable, un traitement de saturation magnétique est exécuté sur le circuit magnétique d'excitation en conduisant le courant d'excitation d'une valeur prédéterminée ou supérieure pendant un temps prédéterminé. Ceci permet au point de fonctionnement d'être lancé sur les caractéristiques d'aimantation L2. Ci-après, le point de fonctionnement peut être présent à l'intérieur du cycle d'hystérésis (l'espace entre les caractéristiques d'aimantation L1 et L2 présenté par des hachures sur la figure 2) enfermé par les caractéristiques d'aimantation L1 et L2 (voir figure 2). Par conséquent, une erreur estimée peut être réduite si un couple de génération est estimé avec les caractéristiques d'aimantation Ll et L2 comme standards.
Dans un mode de réalisation préférable, le courant d'excitation est conduit d'une quantité et d'un temps suffisants pour saturer pratiquement magnétiquement le circuit magnétique d'excitation à un instant prédéterminé. Ceci permet au point de fonctionnement d'être lancé sur la courbe d'aimantation L2 à un instant prédéterminé. Ci-après, le point de fonctionnement peut être présent à l'intérieur du cycle d'hystérésis (l'espace entre les caractéristiques d'aimantation L1 et L2 représenté par des hachures sur la figure 2) enfermé par les caractéristiques d'aimantation L1 et L2 (voir figure 2). Par conséquent, une erreur estimée peut être réduite si un couple de génération est estimé avec les caractéristiques d'aimantation L1 et L2 comme standards.
Dans un mode de réalisation préférable, le courant d'excitation est conduit lorsqu'un moteur est arrêté. Ceci ne permet pas à un courant de génération important d'être généré même si un courant d'excitation important est conduit pour rétablir le flux magnétique résiduel et le traitement ne peut pas être un problème.
Dans un mode de réalisation préférable, le courant d'excitation est conduit lorsque le régime du moteur représente une valeur prédéterminée ou inférieure. Ceci ne permet pas à un courant de génération important d'être généré même si un courant d'excitation important est conduit pour rétablir le flux magnétique résiduel et le traitement ne peut pas être un problème.
Dans un mode de réalisation préférable, le courant d'excitation est conduit si l'état de charge d'une batterie, vers laquelle une puissance électrique est fournie depuis le moteur à enroulement de champ de véhicule, est une valeur prédéterminée ou inférieure. Même si cela cause la génération d'un courant de génération important pour rétablir le flux magnétique résiduel, un problème ne peut survenir du fait que le courant de génération peut être utilisé efficacement pour charger la batterie.
De plus, dans un mode de réalisation préférable, la section
de commande de couple de génération émet une instruction pour
fournir un courant d'excitation correspondant à un couple de 35 génération demandé par une commande vectorielle.
En général, dans la commande vectorielle, l'hystérésis d'un circuit magnétique n'est pas considérée et la quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature ne représente pas la fonction à valeurs multiples d'un courant d'excitation. L'hystérésis du 40 circuit magnétique peut être considérée même dans la commande vectorielle en sélectionnant l'une quelconque des caractéristiques d'aimantation de temps d'augmentation de courant d'excitation et des caractéristiques d'aimantation de temps de diminution de courant d'excitation. Du fait qu'une telle étape permet à une précision d'estimation de couple d'être considérablement améliorée par rapport à la technique classique, une commande de courant d'excitation commandé par couple de précision élevée peut être obtenue.
De plus, une commande de courant d'excitation commandé par couple de précision élevée peut être réalisée en estimant et en utilisant non seulement une propriété à valeurs multiples d'une relation entre le courant d'excitation et le couple de génération issus des caractéristiques d'hystérésis d'un circuit magnétique d'excitation, mais également la dépendance de courant d'excitation d'un couple de génération optimum en réponse aux conditions de fonctionnement.
De plus, dans un moteur électrique de véhicule, un rotor comporte un moment d'inertie. Il peut être considéré comme ajoutant le couple d'inertie issu du moment d'inertie.
Dans ce cas, dans le dispositif de détection de vitesse de rotation 102, non seulement la vitesse de rotation, mais également la composante de variation dans le temps de la vitesse de rotation, c'est-à-dire une accélération de rotation, sont calculées. De plus, la valeur de moment d'inertie d'un moteur électrique est mémorisée dans la section de commande de couple de génération 10 et le couple d'inertie dans un état de transition du moteur électrique peut être calculé en utilisant la valeur.
Du fait qu'une telle étape permet à une précision d'estimation de couple d'être considérablement améliorée par rapport à la technique classique, une commande de courant d'excitation commandé par couple de précision élevée peut être obtenue.
Dans le mode de réalisation, l'excitation est compensée dans l'estimation de couple de génération, sur la base du courant d'excitation dans le contrôleur de courant d'excitation de moteur AC de véhicule commandé par couple. Cependant, une compensation similaire peut être appliquée à une machine dynamoélectrique AC de véhicule ou à une machine dynamoélectrique de véhicule.
(Effet) Conformément au mode de réalisation tel que décrit ci-dessus, dans l'estimation de couple utilisant la valeur détectée de courant d'excitation, la relation entre la valeur détectée de courant d'excitation et le couple de génération est compensée pour une relation différente de ces relations au moment de la formation d'une mappe, et ceci permet à une erreur d'estimation de couple par les caractéristiques d'hystérésis d'être réduite.
A savoir, du fait que la mappe représentant la relation entre le courant d'excitation et le couple de génération en réponse aux conditions de fonctionnement de la machine dynamoélectrique AC de véhicule 2 est globalement modifiée pour une direction où une erreur d'hystérésis est diminuée, l'erreur d'estimation de couple par les caractéristiques d'hystérésis peut être réduite.
De plus, conformément au mode de réalisation, du fait que le circuit magnétique d'excitation de la machine dynamoélectrique AC de véhicule est pratiquement saturé magnétiquement en augmentant le courant d'excitation à un instant approprié (par exemple juste avant ou juste après l'arrêt du moteur), une modification de la relation entre le courant d'excitation et le couple de génération issus du déplacement du point de fonctionnement provoqué par les caractéristiques d'hystérésis peut être tout à fait compensée. En outre, conformément au premier mode de réalisation de la présente invention, un effet similaire peut être exercé du fait qu'il est saturé magnétiquement avant expédition de la même manière.
De même, conformément au premier mode de réalisation de la présente invention, du fait qu'une pluralité des relations (mappe) entre le courant d'excitation et le couple de génération
sont globalement mémorisées, l'une d'entre elles est sélectionnée ou bien une valeur intermédiaire de celles-ci est mise en oeuvre en réponse aux conditions de fonctionnement de la machine dynamoélectrique AC de véhicule 2, et une modification de la relation entre le courant d'excitation et le couple de génération issus du déplacement du point de fonctionnement par les caractéristiques d'hystérésis peut être tout à fait compensée.
(Second mode de réalisation) Un second mode de réalisation est décrit en utilisant les figures 14, 2, 4, 6 à 9, 11 à 13.
De plus, dans les descriptions du contrôleur de courant d'excitation et du procédé pour cela du mode de réalisation, pour la même configuration que dans les composants décrits dans le premier mode de réalisation, les mêmes symboles sont utilisés pour omettre ou simplifier ces descriptions.
Dans le second mode de réalisation, le contrôleur de courant d'excitation pour réaliser un courant de génération demandé avec une précision élevée est décrit. Le contrôleur de courant d'excitation pour réaliser un tel courant de machine dynamoélectrique précis est, par exemple, utilisé pour charger une batterie ni trop, ni trop peu. De plus, dans le contrôleur de conduite de véhicule capable de réaliser de façon stable une commande de couple de génération dans une combinaison d'une machine dynamoélectrique et d'un moteur AC comme décrit dans la demande de brevet japonais mise à la disposition du public N 2005-115 932, une commande de moteur électrique précise est possible.
Comme représenté sur la figure 14, le contrôleur de génération pour véhicule 1 dans le mode de réalisation est doté de la section de détection de courant d'excitation 100, de la section de détection de vitesse de rotation 102, de la section de détection de tension de sortie 104, de la section de commande de courant de génération 110A, de la section de commande de courant d'excitation 120, du transistor de puissance 130, de la diode de reflux 140, de l'élément résistif 151, de la section de communication 160 et d'un circuit d'alimentation 170A.
Dans le second mode de réalisation, la section de commande de courant de génération 110A est prévue à la place de la section de commande de couple de génération 110 du premier mode de réalisation.
Comme représenté sur la figure 13, la section de commande de puissance 110A est dotée de la section de compensation de courant d'excitation 110d, de la section de mise en oeuvre de courant de génération 110e et de la de commande de rétablissement de point de fonctionnement 110c.
La section de compensation de courant d'excitation 110d est dotée d'une mappe de courant de génération. La mappe de courant de génération représente les relations entre le courant d'excitation, la vitesse de rotation et la tension de sortie et le courant de génération. De plus, la section de communication 160 dans le mode de réalisation transmet une valeur d'estimation de courant de génération obtenue à partir de la section de commande de courant de génération 110 au contrôleur de moteur 3 et transmet une valeur de commande de courant d'excitation obtenue à partir du contrôleur de moteur 3 à la section de commande de courant d'excitation 120.
Le circuit d'alimentation 170A applique une tension de batterie et une tension de sortie de générateur et fournit en sortie leurs informations à la section de courant de génération 110A. A savoir, le circuit d'alimentation 170A présente une fonction pour mesurer la tension de batterie et une fonction pour détecter la tension de sortie. De plus, dans l'opération de rétablissement de point de fonctionnement qui sera décrite ultérieurement en détail, la section d'alimentation fournit en sortie la valeur mesurée de la tension de batterie à la section de rétablissement de point de fonctionnement 110c de la section de commande de couple de génération 110. De plus, dans le circuit d'alimentation 170A, la tension de batterie et la tension de sortie du générateur sont converties en tension de fonctionnement, laquelle est fournie en sortie au circuit ET 1205 de la section de commande de courant d'excitation 120. Dans le comparateur de tension 1204 de la section de commande de courant d'excitation 120, un signal de modulation de largeur d'impulsion présentant un rapport cyclique correspondant est fourni en sortie au circuit ET 1205 en comparant une entrée lissée dans une borne positive à un signal en dents de scie appliqué en entrée dans une borne négative.Ensuite, un signal d'attaque qui est leur produit logique est fourni en sortie vers le transistor de puissance 130. La figure 14 est un organigramme représentant un exemple de commande du second mode de réalisation. Le même traitement que 35 dans le premier mode de réalisation est exécuté aux étapes 100, 102 et 104. A l'étape 110, les valeurs de courant d'excitation compensées If', N, V sont affectées dans la mappe de courant de génération représentant la relation entre la valeur détectée de 40 courant d'excitation If, la valeur détectée de vitesse de rotation N, la valeur détectée de tension de sortie V et le courant de génération Iout pour découvrir une valeur estimée de courant de génération. La mappe de courant de génération est mémorisée dans la section de compensation de courant d'excitation 110d. A l'étape 120, le courant d'excitation est commandé par l'intermédiaire de la section de commande de courant d'excitation en utilisant la valeur estimée de sortie découverte.
Comme il est observé dans ce qui précède, le second mode de réalisation de la présente invention est caractérisé en ce que la section d'estimation de courant de génération présente une fonction pour compenser la non-linéarité entre le courant d'excitation et le courant de génération. En particulier, il est caractérisé en présentant une fonction pour compenser le courant de génération qui est une fonction à valeurs multiples du courant d'excitation. Dans le procédé et le dispositif de commande du courant d'excitation du second mode de réalisation de la présente invention, une estimation de courant de génération de précision élevée peut être réalisée par la compensation du courant de génération qui est une fonction à valeurs multiples. En particulier, il est caractérisé en ce que la section d'estimation de courant de génération réalise une opération qui réduit une erreur de la valeur estimée de courant de génération créée par les caractéristiques d'hystérésis. Une telle étape permet à une commande de courant d'excitation commandé par courant de génération de précision élevée d'être réalisée du fait qu'une précision d'estimation de courant de génération peut être améliorée davantage que dans la technique classique. Une charge et une décharge de batterie économiques peuvent être réalisées si un courant de génération du générateur précis est utilisé. Pour d'autres éléments dans le second mode de réalisation de la présente invention, le même effet que pour l'erreur d'estimation de couple du premier mode de réalisation peut être obtenu dans l'estimation de courant de génération. De plus, dans le second mode de réalisation, le contrôleur de courant d'excitation capable de réaliser un courant de génération demandé avec une précision élevée est décrit.
Cependant, un contrôleur de courant d'excitation capable de réaliser simultanément un couple de génération demandé et un courant de génération demandé avec une précision élevée peut également être constitué.
Conformément au second mode de réalisation de la présente invention décrit ci-dessus, dans l'estimation de courant de génération utilisar..t la valeur détectée de courant d'excitation, la relation entre 1a valeur détectée de courant d'excitation et le courant de génération est corrigée pour une relation différente de ces relations au moment de la formation d'une mappe. Ceci permet à l'erreur d'estimation de courant de génération provoquée par les caractéristiques d'hystérésis d'être réduite. A savoir, du fait qu'une mappe représentant la relation entre le courant d'excitation et le courant de génération est modifiée pour une direction où l'erreur d'hystérésis est sensiblement diminuée en réponse aux conditions de fonctionnement de la machine dynamoélectrique AC de véhicule 2, l'erreur d'estimation de courant de génération provoquée par les caractéristiques d':hystérésis peut être réduite. De plus, conformément au second mode de réalisation de la présente invention, le circuit magnétique d'excitation de la machine dynamoélectrique AC de véhicule 2 est pratiquement saturé magnétiquement en augmentant le courant d'excitation à un instant approprié (par exemple juste avant ou juste après l'arrêt du moteur), une modification de la relation entre le courant d'excitation et le courant de génération issus du déplacement du point de fonctionnement provoqué par les caractéristiques d'hystérésis peut être tout à fait compensée.
En outre, conformément au second mode de réalisation de la présente invention, le même effet peut être exercé du fait qu'il est pratiquement saturé magnétiquement avant expédition de la même manière. De plus, conformément au second mode de réalisation de la présente invention, du fait qu'une pluralité des relations (mappe) entre le courant d'excitation et le courant de génération sont mémorisées, l'une d'entre elles est sélectionnée ou bien une valeur intermédiaire de celles-ci en réponse aux conditions de fonctionnement de la machine dynamoélectrique AC de véhicule 2, une modification de la relation entre le courant d'excitation et le courant de génération issus du déplacement du point de fonctionnement provoqué par les caractéristiques d'hystérésis peut être tout à fait compensée. (Troisième mode de réalisation) Un troisième mode de réalisation de la présente invention est décrit en faisant référence à la figure 15. Le troisième mode de réalisation de la présente invention se rapporte à un système de commande vectorielle où il est considéré que le circuit d'excitation d'une machine dynamoélectrique comporte des caractéristiques d'hystérésis, de cette manière une quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature est une fonction à valeurs multiples pour le courant d'excitation. Plus en détail, le troisième mode de réalisation de la présente invention fournit un procédé de commande destiné à commander un courant d'excitation d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ multiphase comportant un moyen de rotor, un moyen de stator comprenant un enroulement d'excitation, et un entrefer entre ceux-ci de façon à obtenir un couple de génération demandé présentant une expression paramétrique dans une forme de courant électrique tel qu'un courant de commande de couple et un courant de commande de flux d'armature. La figure 15 est un schéma synoptique d'un système d'orientation de champ utilisant un inverseur commandé par courant. Dans le système d'orientation de champ du mode de réalisation, une valeur de commande de couple et une valeur de commande du nombre de flux croisés d'un rotor sont appliquées en entrée et une valeur de commande de stator correspondant à celles-ci est calculée. Le flux du rotor est commandé par la valeur de commande de courant de stator. Dans le système de commande vectorielle pour un moteur électrique à induction qui est décrit concernant une commande vectorielle pour les moteurs AC, par exemple, il existe une technique connue décrite dans un ouvrage de D. W. Novotny et T. A. Lipo, "Vector Control and Dynamics of AC Drive" (Oxford univ. Press, 1966)". Conformément à cette technique connue, un courant d'attaque classique fourni à un moteur à courant alternatif (AC) triphasé comprenant un rotor est un stator et un courant comportant trois phases de Iu, iv et iw. Ce courant d'attaque triphasé est commandé sur la base d'un couple de génération demandé. Dans une technique courante jusqu'ici pour commander un tel moteur électrique, un courant présentant des phases respectives, c'est--à-dire les phases respectives de u, v, w sont
converties en courants d'un système de coordonnées sur axes d-q constitué d'un axe de courant d'excitation (un axe d) et d'un axe de courant de couple (un axe q), et chaque courant d'axe converti est commandé pour rencontrer une valeur de commande d'axe obtenue à partir du couple de génération demandé. En
d'autres termes, la commande vectorielle est exécutée de façon à contrôler chacun d'un couple et d'un flux magnétique de rotor d'un moteur électrique à induction, indépendamment l'un de l'autre, en représentant un courant ou un flux magnétique d'un moteur électrique à induction triphasé en ce qui concerne un
vecteur d'un système de coordonnées connu en tant que système de coordonnées d-q. Le système de coordonnées d-q est un système de coordonnées en rotation comportant deux axes orthogonaux qui tournent en synchronisation avec une source d'alimentation. L'un des deux axes est considéré dans une direction d'un flux
magnétique de rotor.
Dans la commande vectorielle, un courant de commande de couple iq, un courant de commande de flux magnétique id et une valeur de commande de fréquence angulaire de glissement Sw sont calculés par les expressions mathématiques suivantes (1) à (3)
en utilisant une valeur de couple demandée T, une valeur de commande de flux magnétique de rotor cl) et certaines constantes de moteur électrique, qui sont les suivantes. T 1 L2 1q=ùxùx P Lm id = Lm (2) Se) = ù x R2 (3) id L2
où P est le nombre de paires de pôles d'un moteur électrique, Lm 35 est une inductance mutuelle d'un moteur électrique, L1 est une inductance propre primaire d'un moteur électrique, L2 est une inductance propre secondaire d'un moteur électrique et R2 est une résistance secondaire d'un moteur électrique. (1)30 Donc, dans la commande vectorielle, une valeur de commande de flux magnétique de rotor 4) est utilisée pour calculer à la fois le courant de commande de couple iq et le courant de commande de flux magnétique id. La valeur de commande de flux magnétique de rotor 4) est calculée d'après une vitesse de rotation du rotor œ qui est directement mesurée ou détectée par un certain procédé indirect. Dans ce mode de réalisation, les caractéristiques d'hystérésis qui sont contenues dans un circuit magnétique d'excitation dans le moteur électrique sont prises en considération pour calculer à la fois le courant de commande de couple iq et le courant de commande de flux magnétique id de façon similaire à ce qui est décrit dans les modes de réalisation antérieurs qui sont joints en faisant référence à la figure 2.
Comme représenté sur la figure 15, le système d'orientation de champ conforme au présent mode de réalisation comporte une machine dynamoélectrique 300, un inverseur de modulation de largeur d'impulsion 302, une alimentation en courant alternatif AC 304, une section de détection de position de rotor 306, une section de commande d'orientation de champ 308 et une section de compensation de courant de commande 310. L'alimentation en courant alternatif AC 304 génère des courants alternatifs et des tensions triphasés. Ce mode de réalisation comprend la section de compensation de courant de commande 310. La section de compensation de courant de commande de flux 310 compense le courant de commande de flux, en considérant le fait qu'une quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature est une fonction à valeurs multiples dont la variable est le courant d'excitation, comme décrit ci- dessus. La section de compensation de courant de commande 310 fournit en sortie une valeur de courant de commande de couple corrigée iq' et une valeur de courant de commande de flux magnétique corrigée id' à la section de commande d'orientation de champ 308. La section de commande d'orientation de champ 308 convertit la valeur de courant de commande de couple corrigée iq' et la valeur de courant de commande de flux magnétique corrigée id' en une commande de commutation pour un inverseur de modulation de largeur d'impulsion 302. Les courants d'attaque du moteur électrique iu, iv et iw, correspondant à iq' et id' sont fournis aux bobines de phase respectives du moteur électrique triphasé 300. En même temps, une fréquence angulaire de rotation, qui est fournie en sortie à l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion est calculée dans la section de commande d'orientation de champ 308 en ajoutant la valeur de commande de fréquence angulaire de glissement Sc) à une vitesse de rotation du rotor w obtenue dans la section de détection de position de rotor 306.
La section de détection de position de rotor 306 estime la position angulaire 0 et la vitesse de rotation du rotor et fournit en sortie les valeurs détectées de 0 et w à la section de commande d'orientation de champ 308 et à la section de compensation de courant de commande 310. La position angulaire détectée 0 est utilisée dans la section de commande d'orientation de champ 308 pour calculer la commande de commutation pour l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 302. Sur la figure 16, un organigramme illustrant une procédure de fonctionnement du dispositif de commande de courant d'excitation conforme au troisième mode de réalisation de la présente invention est représenté. A l'étape 400, un couple de génération demandé est appliqué en entrée par l'intermédiaire d'un dispositif d'entrée (non représenté sur les figures 15 et 16).
A l'étape 401, un courant de commande de couple iq et un courant de commande de flux id dans des coordonnées de rotor sont calculés à partir du couple de génération demandé et sont appliqués en entrée dans la section de compensation de courant de commande 310.
A l'étape 402, un flux d'armature de la machine dynamoélectrique 300 est détecté. Habituellement, le flux d'armature de la machine dynamoélectrique ou d'un moteur électrique à induction ne peut pas être détecté directement par opposition à un cas de moteurs électriques synchronisés.
Certains procédés indirects pour détecter ou mesurer le flux d'armature sont proposés et utilisés. Le flux d'armature détecté est utilisé dans la section de compensation de courant de commande 310 et dans la section de commande d'orientation de champ 308.
A l'étape 403, le courant de commande de couple iq et le courant de commande de flux id sont corrigés de façon à prendre en considération les phénomènes d'hystérésis qui apparaissent dans le traitement de magnétisation du circuit magnétique d'excitation de la machine dynamoélectrique. Les techniques de correction sont identiques à celles dans les premier et second modes de réalisation, donc elles ne sont pas décrites en détail. Le courant de commande de couple corrigé iq' et le courant de commande de flux corrigé id' sont fournis en sortie de la section de compensation de courant de commande 310 à la section de commande d'orientation de champ 308. A l'étape 404, une transformation de coordonnées d'un système de coordonnées d-q à un système de coordonnées de stator concernant le courant de commande de couple corrigé iq' et le courant de commande de flux corrigé id' est exécutée dans la section de commande d'orientation de champ 308. Cette transformation est nécessaire pour déterminer une orientation de champ du flux de stator. Le courant de commande de couple corrigé et le courant de commande de flux corrigé qui sont déterminés dans les coordonnées de stator sont utilisés à l'étape 405. A l'étape 405, un courant de stator est fourni au stator de la machine dynamoélectrique après que le courant de commande de couple corrigé et le courant de commande de flux corrigé, qui ont été déterminés dans les coordonnées de stator, sont modulés sous une commande de modulation de largeur d'impulsion (PWM) par l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 302 qui est connecté à l'alimentation en courant alternatif 304. De façon plus détaillée, la section de détection de position de rotor 306 estime la direction de la position de rotor 0 et la vitesse de rotation m d'un rotor dans la machine un moyen électrique ou mécanique, procédé indirect, par exemple par mesure d'un flux d'entrefer et par estimation à partir de celui-ci. La position de rotor détectée 0 et la vitesse de rotation œ sont fournies en sortie à la section de commande d'orientation de champ 308. Dans la commande vectorielle, les valeurs de couple demandées sont appliquées en entrée sous forme d'un courant de dynamoélectrique par habituellement dans un commande de couple iq et d'un courant de commande de flux embrassé d'enroulement d'armature id du rotor. Ce courant de commande de couple iq et ce courant de commande de flux embrassé d'enroulement d'armature id du rotor sont appliqués en entrée dans la section de compensation de courant de commande 310 dans le mode de réalisation. Dans la section de compensation de courant de commande 310, la commande de flux embrassé d'enroulement d'armature id du rotor est compensée, en considérant que la quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature est une fonction à valeurs multiples du courant d'excitation par le même procédé que dans les premier et second modes de réalisation. Ensuite, la valeur de commande de couple iq et le courant de commande de flux embrassé d'enroulement d'armature compensé id' sont fournis en sortie à la section de commande d'orientation de champ 308. Dans la section de commande d'orientation de champ 308, une valeur de flux d'armature détectée depuis la section de détection de position de rotor 306 et le courant de commande de couple ajouté iq et le courant de commande de flux embrassé d'enroulement d'armature compensé id' du rotor sont utilisés pour calculer une valeur du courant circulant dans l'enroulement d'armature de chaque phase et les valeurs de courant sont fournies en sortie à l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 302.
Dans l'inverseur de modulation de largeur d'impulsion 302, une entrée provenant de l'alimentation en courant alternatif 304 est commandée par une modulation de largeur d'impulsion et le courant est fourni à l'enroulement d'armature de chaque phase de la machine dynamoélectrique triphasée 300.
Comme il est observé dans ce qui précède, le troisième mode de réalisation de la présente invention est caractérisé en ce que la section de compensation de courant de commande 310 présente une fonction pour compenser la quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature qui est une fonction à valeurs multiples. En particulier, la présente invention est caractérisée en ce que la section de compensation de courant de commande 310 réalise des opérations pour réduire des erreurs dans les valeurs d'estimation de couple provoquées par les caractéristiques d'hystérésis. Une telle étape permet à une commande de courant d'excitation commandé par couple de précision élevée d'être réalisée du fait que la précision d'estimation de couple peut être améliorée davantage que dans la technique classique.
Dans le dispositif et le procédé de commande du courant d'excitation du troisième mode de réalisation de la présente invention, une commande de couple de génération de précision élevée peut être exécutée par la compensation de la quantité de flux embrassé d'enroulement d'armature qui est une fonction à valeurs multiples.
Si ces étapes sont entreprises, une commande de courant d'excitation commandé par couple de précision élevée peut être réalisée, du fait qu'une précision de commande de couple de génération peut être largement améliorée par rapport à une technique classique.
De plus, dans le troisième mode de réalisation, le contrôleur de courant d'excitation qui est capable de réaliser un courant de génération demandé avec une précision élevée est décrit.
Pour d'autres éléments du troisième mode de réalisation de la présente invention, les mêmes effets que pour l'erreur d'estimation de couple de génération du premier mode de réalisation sont obtenus.

Claims (41)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de commande destiné à commander un courant d'excitation fourni à un enroulement d'excitation d'une machine 5 dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) pour obtenir une puissance demandée de celui-ci, comprenant : un circuit de détection de courant d'excitation (1000) configuré pour détecter le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique (2) et pour fournir en sortie un courant 10 d'excitation détecté, un circuit de détection de vitesse de rotation (1020) configuré pour détecter une vitesse de rotation d'un rotor d'une machine dynamoélectrique (2) et pour fournir en sortie une vitesse de rotation détectée du rotor, 15 un circuit d'estimation de puissance configuré pour estimer une puissance de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) sur la base d'une relation prédéterminée entre le courant d'excitation détecté, la vitesse de rotation détectée et la puissance de la machine 20 dynamoélectrique à enroulement de champ (2), et pour fournir en sortie une puissance estimée résultant de l'estimation, et un circuit de commande de courant d'excitation (1200) configuré pour corriger le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique (2) sur la base de la puissance estimée de la 25 machine dynamoélectrique (2) de façon à obtenir la puissance demandée et pour fournir le courant d'excitation corrigé à l'enroulement d'excitation de la machine dynamoélectrique (2), dans lequel le circuit d'estimation de puissance comprend un moyen destiné à réaliser une estimation de la puissance de la 30 machine dynamoélectrique (2) en considération d'une fonction à valeurs multiples de la puissance de la machine dynamoélectrique (2) par rapport au courant d'excitation de l'enroulement d'excitation. 35
2. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 1, dans lequel le circuit d'estimation de puissance exécute l'estimation de la puissance de la machine dynamoélectrique du 40 type à enroulement de champ (2) en utilisant les donnéesd'historique du ccurant d'excitation détecté et de la vitesse de rotation détectée du rotor.
3. Dispositif de commande destiné à commander le courant 5 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 1, dans lequel la puissance de la machine dynamoélectrique (2) est un couple de génération de celle-ci et le circuit d'estimation de puissance est un circuit d'estimation de couple 10 de génération configuré pour estimer le couple de génération et fournir en sortie un résultat de l'estimation en tant que couple de génération estimé.
4. Dispositif de commande destiné à commander le courant 15 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 2, dans lequel la puissance de la machine dynamoélectrique (2) est un couple de génération de celle-ci et le circuit d'estimation de puissance est un circuit d'estimation de couple 20 de génération configuré pour estimer le couple de génération et fournir en sortie un résultat de l'estimation en tant que couple de génération estimé.
5. Dispositif de commande destiné à commander le courant 25 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 1, dans lequel la puissance de la machine dynamoélectrique (2) est un courant de génération de celle-ci et le circuit d'estimation de puissance est un circuit d'estimation de courant 30 de génération configuré pour estimer le courant de génération et fournir en sortie un résultat de l'estimation en tant que courant de génération estimé.
6. Dispositif de commande destiné à commander le courant 35 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 2, dans lequel la puissance de la machine dynamoélectrique (2) est un courant de génération de celle-ci et le circuit d'estimation de puissance est un circuit d'estimation de courant 40 de génération configuré pour estimer le courant de génération etfournir en sortie un résultat de l'estimation en tant que courant de génération estimé.
7. Dispositif de commande destiné à commander le courant 5 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 4, dans lequel le circuit d'estimation de couple de génération comprend un moyen destiné à réaliser une estimation du couple de génération avec une gestion d'un phénomène d'hystérésis d'un 10 circuit d'excitation.
8. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 7, 15 dans lequel le circuit d'estimation de couple de génération comporte une première courbe de caractéristique d'aimantation et une seconde courbe de caractéristique d'aimantation où la première courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée pour estimer le couple de génération sous forme d'une relation 20 de référence entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée en tant que relation 25 de référence dans un cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue, et une courbe de caractéristique d'aimantation utilisée pour estimer le couple de génération est sélectionnée parmi les première et seconde courbes de caractéristique d'aimantation sur la base de données 30 d'historique d'une condition d'attaque d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2).
9. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à 35 enroulement de champ selon la revendication 8, dans lequel le circuit d'estimation de couple de génération juge si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente ou diminue et réalise une estimation du couple de génération en se référant à une courbe de caractéristique 40 d'aimantation théorique qui est obtenue en mélangeant lapremière courbe de caractéristique d'aimantation ayant une valeur relativement élevée en pour cent et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation ayant une valeur relativement faible en pour cent si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente ou bien réalise une estimation du couple de génération en se référant à une autre courbe de caractéristique d'aimantation théorique qui est obtenue en mélangeant la première courbe de caractéristique d'aimantation ayant une valeur relativement faible en pour cent et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation ayant une valeur relativement élevée en pour cent si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue.
10. Dispositif de commande destiné à commander le courant 15 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 8, dans lequel le circuit d'estimation de couple de génération comprend un moyen destiné à réaliser une estimation du couple de génération en se référant à une courbe de caractéristique 20 d'aimantation moyenne des première et seconde courbes de caractéristique d'aimantation sur la base de données d'historique d'une condition d'attaque d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2). 25
11. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 8, dans lequel la seconde courbe de caractéristique d'aimantation illustrant une relation entre un flux embrassé 30 d'enroulement d'armature ou son équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation est tracée dans une procédure expérimentale où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue de façon monotone après que l'enroulement d'excitation a été magnétisé à une quasi-35 saturation de flux.
12. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 8, dans lequel la première courbe de caractéristique d'aimantation illustrant une relation entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation est tracée dans une procédure expérimentale où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente de façon monotone après que le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation a été diminué et a atteint zéro à la suite du fait que l'enroulement d'excitation a été magnétisé à une quasi- saturation de flux.
13. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 9, dans lequel la seconde courbe de caractéristique d'aimantation illustrant une relation entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation est tracée dans une procédure expérimentale où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue de façon monotone après que l'enroulement d'excitation a été magnétisé à une quasi-saturation de flux.
14. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à 25 enroulement de champ selon la revendication 9, dans lequel la première courbe de caractéristique d'aimantation illustrant une relation entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation est tracée dans une 30 procédure expérimentale où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente de façon monotone après que le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation a été diminué et a atteint zéro à la suite du fait que l'enroulement d'excitation a été magnétisé à une quasi-saturation de flux. 35
15. Dispositif -de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 10, dans lequel la seconde courbe de caractéristique 40 d'aimantation illustrant une relation entre un flux embrasséd'enroulement d'armature ou son équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation est tracée dans une procédure expérimentale où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue de façon monotone après que l'enroulement d'excitation a été magnétisé à une quasi-saturation de flux.
16. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à 10 enroulement de champ selon la revendication 10, dans lequel la première courbe de caractéristique d'aimantation illustrant une relation entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation est tracée dans une 15 procédure expérimentale où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente de façon monotone après que le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation a été diminué et a atteint zéro à la suite du fait que l'enroulement d'excitation a été magnétisé à une quasi-saturation de flux. 20
17. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 7, dans lequel le circuit d'excitation a été magnétisé à une 25 quasi-saturation de flux par le passage d'un courant d'excitation plus important à travers le circuit d'excitation qu'une valeur prédéterminée durant un temps prédéterminé avant l'utilisation initiale du circuit d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2). 30
18. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 7, dans lequel _e circuit d'excitation est magnétisé à une 35 quasi-saturation de flux par le passage du courant d'excitation suffisant pendant un temps suffisant dans une opération synchronisée dans laquelle une condition prédéterminée de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) est satisfaite. 40
19. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 18, dans lequel le circuit d'excitation est magnétisé à une 5 quasi-saturation de flux par le passage du courant d'excitation lorsque le rotor de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) s'arrête.
20. Dispositif de commande destiné à commander le courant 10 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 18, dans lequel le circuit d'excitation est magnétisé à une quasi-saturation de flux par le passage du courant d'excitation lorsque la vitesse de rotation du rotor de la machine 15 dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) est inférieure à une valeur prédéterminée.
21. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à 20 enroulement de champ selon la revendication 18, comprenant en outre : une batterie (4) qui est chargée en fournissant une puissance électrique provenant de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) qui est utilisée en tant que 25 générateur, dans lequel le circuit d'excitation est magnétisé à une quasi-saturation de flux par le passage du courant d'excitation lorsqu'une valeur représentative de l'état de charge de la batterie est inférieure à une valeur prédéterminée. 30
22. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 6, dans lequel le circuit d'estimation de puissance exécute une 35 estimation du courant de génération avec la gestion de phénomène d'hystérésis du circuit d'excitation.
23. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à 40 enroulement de champ selon la revendication 6,dans lequel le circuit d'estimation de courant de génération présente une première courbe de caractéristique d'aimantation et une seconde courbe de caractéristique d'aimantation, où la première courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée pour estimer le courant de génération comme une relation de référence entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée en tant que relation de référence dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue, et une courbe de caractéristique d'aimantation utilisée pour l'estimation du courant de génération est sélectionnée à partir des première et seconde courbes de caractéristique d'aimantation sur la base de données d'historique d'une condition d'attaque de la machine dynamoélectrique.
24. Dispositif de commande destiné à commander le courant 20 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 22, dans lequel le circuit d'estimation de courant de génération juge si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente ou diminue et réalise une estimation du couple de 25 génération en se référant à une courbe de caractéristique d'aimantation théorique qui est obtenue en mélangeant la première courbe de caractéristique d'aimantation ayant une valeur relativement élevée en pour cent et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation ayant une valeur relativement 30 faible en pour cent si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente ou bien réalise une estimation du courant de génération en se référant à une autre courbe de caractéristique d'aimantation théorique qui est obtenue en mélangeant la première courbe de caractéristique d'aimantation 35 présentant une valeur relativement faible en pour cent et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement élevée en pour cent si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue.
25. Dispositif de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 22, dans lequel le circuit d'estimation de courant de génération exécute une estimation du courant de génération en se référant à une courbe de caractéristique d'aimantation moyenne des première et seconde courbes de caractéristique d'aimantation sur la base de données d'historique d'une condition d'attaque d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2).
26. Procédé de commande destiné à commander un courant d'excitation fourni à un enroulement d'excitation d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) pour obtenir une puissance demandée de celle-ci, comprenant les étapes constituées de : une étape de détection de courant d'excitation (S102) configurée pour détecter le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique (2) et pour fournir en sortie un courant d'excitation détecté, une étape de détection de vitesse de rotation (5100) configurée pour détecter une vitesse de rotation d'un rotor d'une machine dynamoélectrique et pour fournir en sortie une vitesse de rotation détectée du rotor, une étape d'estimation de puissance configurée (S106) pour estimer une puissance de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) sur la base d'une relation prédéterminée entre le courant d'excitation détecté, la vitesse de rotation détectée et la puissance de la machine dynamoélectrique du. type à enroulement de champ (2) et pour fournir en sortie une puissance estimée résultant de l'estimation, et une étape de commande de courant d'excitation (S104) configurée pour corriger le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) sur la base de la puissance estimée de la machine dynamoélectrique de façon à obtenir la puissance demandée et pour fournir le courant d'excitation corrigé à l'enroulement d'excitation de la machine dynamoélectrique, où l'étape d'estimation de puissance exécute une estimation 40 de la puissance de la machine dynamoélectrique du type à 56 2901647 enroulement de champ (2) en considérant une fonction à valeurs multiples de la puissance de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) par rapport au courant d'excitation de l'enroulement d'excitation. 5
27. Procédé de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 26, dans lequel l'étape d'estimation de puissance réalise 10 l'estimation de la. puissance de la machine dynamoélectrique (2) en utilisant une valeur d'historique du courant d'excitation détecté et de la vitesse de rotation détectée du rotor.
28. Procédé de commande destiné à commander le courant 15 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 26, dans lequel la puissance de la machine dynamoélectrique (2) est un couple de génération de celle-ci et l'étape d'estimation de puissance est une étape d'estimation de couple de génération 20 qui est configurée pour estimer le couple de génération et fournir en sortie un résultat de l'estimation en tant que couple de génération estimé.
29. Procédé de commande destiné à commander le courant 25 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 27, dans lequel la puissance de la machine dynamoélectrique (2) est un couple de génération de celle-ci et le circuit d'estimation de puissance est un circuit d'estimation de couple 30 de génération qui est configuré pour estimer le couple de génération et fournir en sortie un résultat de l'estimation en tant que couple de génération estimé.
30. Procédé de commande destiné à commander le courant 35 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 26, dans lequel la puissance de la machine dynamoélectrique (2) est un courant de génération de celle-ci et l'étape d'estimation de puissance est une étape d'estimation de courant de génération qui est configurée pour estimer le courant de génération etfournir en sortie un résultat de l'estimation en tant que courant de génération estimé.
31. Procédé de commande destiné à commander le courant 5 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 27, dans lequel la puissance de la machine dynamoélectrique (2) est un courant de génération de celle-ci et l'étape d'estimation de puissance est une étape d'estimation de courant de génération 10 qui est configurée pour estimer le courant de génération et fournir en sortie un résultat de l'estimation en tant que courant de génération estimé.
32. Procédé de commande destiné à commander le courant 15 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 28, dans lequel l'étape d'estimation de couple de génération exécute une estimation du couple de génération avec la gestion du phénomène d'hystérésis d'un circuit d'excitation. 20
33. Procédé de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 28, dans lequel l'étape d'estimation de couple de génération 25 présente une première courbe de caractéristique d'aimantation et une seconde courbe de caractéristique d'aimantation, où la première courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée pour estimer le couple de génération comme une relation de référence entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son 30 équivalence et le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée en tant que relation de référence dans le cas où le courant d'excitation de 35 l'enroulement d'excitation diminue, et une courbe de caractéristique d'aimantation utilisée pour estimer le couple de génération est sélectionnée à partir des première et seconde courbes de caractéristique d'aimantation sur la base de données d'historique d'une condition d'attaque d'une machine 40 dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2), etl'étape d'estimation de couple de génération comprend en outre les étapes constituées de : une étape de jugement jugeant si une première étape d'estimation ou une seconde étape d'estimation est exécutée sur 5 la base du fait que le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente ou diminue, où la première étape d'estimation exécute une estimation du couple de génération de puissance en se référant à une courbe de caractéristique d'aimantation qui est obtenue en mélangeant la 10 première courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement élevée en pour cent et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement faible en pour cent si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente, et 15 la seconde étape d'estimation réalise une estimation du couple de génération de puissance en se référant à une autre courbe de caractéristique d'aimantation qui est obtenue en mélangeant la première courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement faible en pour cent et la 20 seconde courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement élevée en pour cent si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue.
34. Procédé de commande destiné à commander le courant 25 d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 30, dans lequel l'étape d'estimation de courant de génération réalise une estimation du couple de génération avec la gestion du phénomène d'hystérésis d'un circuit d'excitation. 30
35. Procédé de commande destiné à commander le courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ selon la revendication 34, dans lequel l'étape d'estimation de courant présente une 35 première courbe de caractéristique d'aimantation et une seconde courbe de caractéristique d'aimantation, où la première courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée pour estimer le courant de génération comme une relation de référence entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et le 40 courant d'excitation de l'enroulement d'excitation dans le casoù le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée en tant que relation de référence dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue, et une courbe de caractéristique d'aimantation utilisée pour l'estimation du courant génération est sélectionnée à partir des première et seconde courbes de caractéristique d'aimantation sur la base de données d'historique d'une condition d'attaque d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2), et l'étape d'estimation de courant de génération comprenant en outre les étapes constituées de : une étape de jugement jugeant si une première étape d'estimation ou une seconde étape d'estimation est exécutée sur la base du fait que le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente ou diminue, où la première étape d'estimation réalise une estimation du courant de génération de puissance en se référant à une courbe de caractéristique d'aimantation qui est obtenue en mélangeant la première courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement élevée en pour cent et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement faible en pour cent si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente, et la seconde étape d'estimation réalise une estimation du courant de génération de puissance en se référant à une autre courbe de caractéristique d'aimantation qui est obtenue en mélangeant la première courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement faible en pour cent et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation présentant une valeur relativement élevée en pour cent si le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue.
36. Procédé de commande destiné à commander un courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) multiphase comportant un moyen de rotor, un moyen de stator comprenant un enroulement d'excitation et un entrefer entre ceux-ci de façon à obtenir un couple de génération demandé présentant une expression paramétrique dans une forme de courant électrique tel qu'un courant de commande decouple et un courant de commande de flux d'armature, comprenant les étapes consistant à : du 5 a) mesurer rotor, b) calculerune position de rotor et une vitesse de rotation position de rotor et c) déterminer une phase et électrique d'entrée moyen de stator sur des paramètres de flux d'armature à partir de la de la vitesse du rotor mesurées, une amplitude d'un courant vers chaqueenroulement d'excitation du la base du flux de rotor et du couple de 10 génération demandé tout en prenant en considération une fonction à valeurs multiples d'un flux embrassé d'enroulement de rotor ou son équivalence et du courant d'excitation de l'enroulement d'excitation, et d) commander une orientation de champ d'un flux de commande 15 de rotor du moyen de rotor sur la base de la phase déterminée et de l'amplitude déterminée du courant électrique d'entrée de chaque enroulement d'excitation.
37. Procédé de commande destiné à commander un courant 20 d'excitation d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ multiphase selon la revendication 36, dans lequel, à l'étape (c), la phase et l'amplitude du courant électrique d'entrée vers chaque enroulement d'excitation du moyen de stator sont 25 déterminées sur la base du flux d'armature et du couple de génération demandé en prenant en considération le phénomène d'hystérésis dans les traitements de magnétisation de l'enroulement d'excitation. 30
38. Procédé de commande destiné à commander un courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ multiphase selon la revendication 37, dans lequel, à l'étape (c), la phase et l'amplitude du courant électrique d'entrée vers 35 chaque enroulement d'excitation du moyen de stator sont déterminées sur la base du flux d'armature et du couple de génération demandé en faisant référence à une première courbe de caractéristique d'aimantation de l'enroulement d'excitation et à une seconde courbe de caractéristique d'aimantation, où la 40 première courbe de caractéristique d'aimantation est utiliséepour estimer la phase et l'amplitude du courant électrique d'entrée de chacun de l'enroulement d'excitation en tant que relation de référence entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et du courant d'excitation de l'enroulement d'excitation dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée en tant que relation de référence dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue.
39. Dispositif de commande destiné à commander un courant d'excitation de la machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ (2) multiphase comportant un moyen de rotor, un moyen de stator comprenant un enroulement d'excitation et un entrefer entre ceux-ci de façon à obtenir un couple de génération demandé présentant une expression paramétrique sous une forme de courant électrique tel qu'un courant de commande de couple et un courant de commande de flux d'armature, comprenant a) un moyen (306) destiné à mesurer une position de rotor et une vitesse de rotation du rotor, b) un moyen c.estiné à calculer des paramètres de flux du rotor à partir de la position de rotor et de la vitesse de rotation du rotor mesurées, c) un moyen destiné à déterminer une phase et une amplitude d'un courant électrique d'entrée vers chaque enroulement d'excitation du moyen de stator sur la base du flux de rotor et du couple de génération demandé en prenant en considération une fonction à valeurs multiples d'un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et du courant d'excitation de l'enroulement d'excitation, et d) un moyen (308) destiné à commander une orientation de champ d'un flux de commande de rotor du moyen de rotor sur la base de la phase déterminée et de l'amplitude déterminée du 35 courant électrique d'entrée de chaque enroulement d'excitation.
40. Dispositif de commande destiné à commander un courant d'excitation d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ multiphase selon la revendication 39,dans lequel le moyen destiné à déterminer la phase et l'amplitude du courant électrique d'entrée vers chaque enroulement d'excitation du moyen de stator sur la base du flux d'armature et du couple de génération demandé prend en considération le phénomène d'hystérésis dans les traitements de magnétisation de l'enroulement d'excitation.
41. Procédé de commande destiné à commander un courant d'excitation d'une machine dynamoélectrique du type à enroulement de champ multiphase selon la revendication 40, dans lequel un moyen détermine la phase et l'amplitude du courant électrique d'entrée vers chaque enroulement d'excitation du moyen de stator sur la base du flux d'armature et du couple de génération demandé en faisant référence à une première courbe de caractéristique d'aimantation de l'enroulement d'excitation et à une seconde courbe de caractéristique d'aimantation, où la première courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée pour estimer la phase et l'amplitude du courant électrique d'entrée de chacun de l'enroulement d'excitation en tant que relation de référence entre un flux embrassé d'enroulement d'armature ou son équivalence et du courant d'excitation de l'enroulement d'excitation dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation augmente et la seconde courbe de caractéristique d'aimantation est utilisée en tant que relation de référence dans le cas où le courant d'excitation de l'enroulement d'excitation diminue.
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