Commande prédictive optimisée d’une MSAP alimentée via un convertisseur matriciel indirect

Abstract

This work aims to study the use of predictive torque control (PTC) applied to the permanent magnet synchronous machine (PMSM). Initially, this strategy is implemented using a two-level voltage source inverter to ensure proper regulation of the electromagnetic torque and stator flux. Then, the same control approach is extended to a system supplied by an Indirect Matrix Converter (IMC), which further improves the overall system performance, particularly on the grid side. This approach provides better dynamic response and reduces torque and flux ripples, while also enabling control of reactive power. Some improvements are also introduced, especially the PTC-DCF technique, which removes weighting factors, as well as a method to reduce the number of switching states and lower the computational complexity. The results of this work were verified using numerical simulation with MATLAB/Simulink. -------------------------------------------------------------------------- يهدف هذا العمل إلى دراسة استخدام التحكم التنبئي للعزم المطبق على الآلة المتزامنة ذات المغناطيس الدائم. في المرحلة الأولى، تم تطبيق هذه الاستراتيجية باستخدام عاكس جهد ثنائي المستويين بهدف ضمان تنظيم جيد لكل من العزم الكهرومغناطيسي والتدفق الثابت. بعد ذلك، تم توسيع نفس أسلوب التحكم ليشمل التغذية بواسطة محول مصفوفي غير مباشر، مما سمح بتحسين أداء النظام بشكل أكبر، خاصة من جهة الشبكة الكهربائية. توفر هذه المقاربة أداءً أفضل من حيث الاستجابة الديناميكية وتقليل التموجات، بالإضافة إلى إمكانية التأثير على القدرة غير الفعالة. كما تم إدخال تحسينات إضافية، من بينها تقنية لإلغاء معاملات الترجيح، وكذلك اعتماد طريقة تقليل عدد حالات التبديل بهدف تقليل تعقيد الحسابات. وقد تم التحقق من النتائج المتحصل عليها في هذا العمل من خلال المحاكاة العددية باستعمال برنامج MATLAB- Simulink. ------------------------------------------------------------------------- Ce travail vise à étudier l’utilisation de la commande prédictive du couple (PTC) appliquée à la machine synchrone à aimants permanents (MSAP). Dans un premier temps, cette stratégie est mise en œuvre avec une alimentation par un onduleur de tension à deux niveaux afin d’assurer une bonne régulation du couple électromagnétique et du flux statorique. Ensuite, la même commande est étendue à une alimentation par un convertisseur matriciel indirect (IMC), ce qui permet d’améliorer davantage le fonctionnement du système, notamment du côté réseau. Cette approche offre de meilleures performances en termes de réponse dynamique et de réduction des ondulations, tout en permettant d’agir sur la puissance réactive. Des améliorations sont également introduites, notamment la technique PTC-DCF, qui permet d’éliminer les facteurs de pondération, ainsi qu’une méthode de réduction du nombre d’états de commutation, ce qui diminue la complexité de calcul. Les résultats obtenus dans ce travail ont été validés par simulation numérique sur MATLAB-Simulink.