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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 14/2-3 - 2011  - pp.237-254  - doi:10.3166/ejee.14.237-254
TITRE
Commande DTC d’une propulsion moteur asynchrone/onduleur multiniveau asymétrique pour un véhicule électrique

RÉSUMÉ
Cet article présente une technique de commande d’un moteur asynchrone alimenté par un onduleur asymétrique en cascade, destinée à des systèmes d’entraînements électriques de type véhicule urbain. Cette technique de contrôle est basée sur le principe de la commande directe du couple. La référence du vecteur de tension de l’onduleur est calculée à partir de l’erreur de flux imposée par le contrôleur de couple. Cette référence de tension est alors produite par l’utilisation d’un onduleur multiniveau asymétrique en H, dont les cellules du convertisseur sont alimentées par des sources de tensions de natures différentes qui peuvent être dans le cas du véhicule électrique : des piles à combustibles, des batteries ou des supercondensateurs. Cette structure d’onduleur fournit des tensions presque sinusoïdales avec un taux d’harmonique très faible. En raison du faible gradient de la tension, les ondulations de couple sont considérablement réduites. Un autre avantage de la structure asymétrique est l’utilisation de différents types de composants qui peuvent commuter à des fréquences élevées avec des pertes réduites. Par conséquent, de bonnes performances dynamiques en termes de vitesse et de couple sont obtenues, permettant ainsi à la commande directe du couple associée à des convertisseurs asymétriques d’être un excellent candidat pour des applications de type véhicule électrique urbain.


ABSTRACT
This paper deals with the DTC of an induction motor fed by an asymmetric multilevel inverter. This motor drive is used to propel an urban electric vehicle. For DTC purpose, the stator voltage vector reference is computed from the stator flux and torque errors imposed by the flux and torque controllers. This voltage reference is then generated using a hybrid cascaded H-bridge multilevel inverter, where each phase of the inverter can be implemented using a DC source, which would be available from the electric vehicle fuel cells, batteries, or ultracapacitors. This inverter provides nearly sinusoidal voltages with very low distortion, even without filtering, using less switching devices. In addition, the multilevel inverter can generate a high and fixed switching frequency output voltage with less switching losses, since only the small power cells of the inverter operate at high switching rate. Therefore a high performance and also efficient torque and flux controller is obtained, enabling a DTC solution for multilevel inverter powered motor drives.


AUTEUR(S)
Farid KHOUCHA, Abdelkader KHOUDIRI, Mohamed E.H. BENBOUZID, Abdelaziz KHELOUI

MOTS-CLÉS
véhicule électrique, moteur asynchrone, commande directe du couple (DTC), convertisseur multiniveaux asymétrique, MLI hybride.

KEYWORDS
electric vehicle, induction motor, direct torque control (DTC), asymmetric multilevel inverter, hybrid PWM.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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