Les éoliennes

...

La figure … représente un schéma simplifié du banc d’essai.

Ainsi, pour mieux comprendre le fonctionnement du banc d’essai, il est nécessaire de définir les différents éléments qui le composent :

• Le Moteur à Courant Continu : son rôle est d’émuler le comportement aérodynamique et mécanique de l’éolienne. Ses différentes caractéristiques sont :

- Marque : Moteur CC Berriola-Isoflux modèle 15-24X,

- ƒ Puissance nominale : 25kW ,

- Vitesse de rotation nominale : 2200 /min tr ,

-

ƒ

ƒ Couple nominal :110Nm,

ƒ Moment d’inertie : 0.5 ² kgm ,

ƒ Pertes par frottement très faibles (coefficient de frottement autour

de 0.01 ² / kgm s ),

ƒ Tension nominale de l’induit : 440V ,

ƒ Tension d’excitation nominale :310V ,

ƒ Courant nominal de l’induit : 62A ,

ƒ Courant d’excitation nominale : 2.2A,

ƒ Tachymètre : 20 /1000 /min Vtr ,

ƒ Réfrigération : ventilation forcée.

• Armoire électrique du MCC : contient un régulateur commercial de vitesse et de couple, tous les éléments électriques de commande du MCC, et les protections de rigueur. La figure 3.8 illustre le schéma électrique de cette armoire :

On y trouve :

ƒ shunt

R : elle réalise la capture de l’intensité pour la boucle de régulation de

courant,

ƒ Bobines d’isolement : leur rôle est de limiter la dérivée du courant entrant dans

l’armoire,

ƒ Fusible d’entrée : il protège l’armoire face à des surintensités,

ƒ Fusible du moteur : il protège le moteur face à des surintensités,

ƒ Régulateur commercial : il permet de commander le couple et la vitesse de rotation du MCC. Il est ici utilisé pour contrôler le couple produit par ce moteur. La vitesse de rotation est, quant à elle, commandée par un régulateur numérique implémenté dans le PNS.

• PC et PNS du MCC : le PNS du MCC contient le modèle de simulation ainsi que les lois de commande du MCC. Il communique constamment la référence du couple que le moteur doit produire.

• Générateur Asynchrone Doublement Alimenté : il joue le rôle du générateur de l’éolienne. Il est commandé par le rotor avec un algorithme de Commande Vectorielle implémenté dans le PNS du GADA. Ses différents paramètres sont :

ƒ Puissance nominale : 15kW ,

ƒ Vitesse de rotation nominale :1400 /min tr ,

ƒ Couple nominal :100Nm,

ƒ Moment d’inerte : 0.5 ² kgm ,

ƒ Coefficient de frottement : 0.01 ² / kgm s ,

ƒ Tension au stator : 220V ,

ƒ Tension au rotor : 220V ,

ƒ Courant au stator :32A ,

ƒ Courant au rotor : 2.5A ,

ƒ Résistance au stator : 0.17Ω,

ƒ Résistance au rotor : 0.2Ω,

ƒ Inductance au stator : 0.05H ,

ƒ Inductance au rotor : 0.05H ,

ƒ Inductance mutuelle : 0.045H .

• Armoire du GADA : ses composants essentiels sont :

ƒ Le convertisseur CA-CA : il fait le lien entre le rotor du GADA et le réseau. Il est composé d’onduleurs triphasés à IGBT commerciaux. Les onduleurs sont commandés par deux CV implémentées dans le PNS du GADA.

ƒ L’alimentation.

ƒ L’interface avec le GADA : se fait essentiellement à l’aide de cartes électroniques de capture de signaux électriques.

ƒ Les protections : elles sont chargées de faire face aux surtensions, surintensités, courts-circuits,…

• Panneau de commande et PC du GADA : la procédure de connexion du GADA au réseau peut se décomposer en une étape de magnétisation suivie par une synchronisation des grandeurs électriques du réseau et du stator du GADA. La figure 3.9 illustre le schéma du panneau de commande. Ainsi, on voit apparaître des commutateurs qui permettent de suivre la procédure de connexion au réseau. Des points de test sont disponibles pour vérifier, à tout moment, les valeurs de certaines variables.

Maintenant que les outils de travail sont présentés, nous allons donner les résultats des essais de simulation et du banc d’essai. Ces résultats vont permettre de juger la pertinence de la méthode de diagnostic et de détection de défauts. Il faut signaler que tous les essais (de simulation et du banc expérimental) ont été faits sur une fenêtre de 50 points de mesures pour éviter des problèmes numériques concernant l’inversion de certaines matrices.

- Modélisation mathématique de l'éolienne

On modélise un système physique dynamique selon l'usage que l'on veut faire du modèle mathématique trouvé. Et la modélisation peut se faire selon plusieurs méthodes , on peut citer quelques unes (Bond graph, REM, ….)

V.1 Partie mécanique

II.2 Partie électrique

Ce système est constitué d’une machine asynchrone à rotor bobiné et d’un convertisseur de puissance composé essentiellement de dispositifs semi-conducteurs IGBT

Le schéma d’ensemble de cette configuration est le suivant