FR3014264A1

FR3014264A1 - CONTROL METHOD FOR IMPROVING THE OUTPUT OF A VARIABLE RELUCTANCE MACHINE AND CORRESPONDING CONTROL DEVICE

Info

Publication number: FR3014264A1
Application number: FR1362023A
Authority: FR
Inventors: Hala Hannoun
Original assignee: Renault SA; Renault SAS
Current assignee: Renault SA; Renault SAS
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-06-05
Anticipated expiration: 2033-12-03
Also published as: FR3014264B1

Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'une machine à reluctance variable comportant un nombre impair de phases (n) supérieur ou égal à 3, chaque phase étant reliée à un dispositif d'alimentation en énergie par l'intermédiaire d'un circuit de commande adapté pour alimenter des phases consécutives en courant de même signe ou en courant de signe opposé. Selon l'invention, pour un point de fonctionnement donné, correspondant à un couple donné et une vitesse de rotation donnée de la machine à reluctance variable, on applique à celle-ci au moyen du circuit de commande une stratégie d'alimentation en courant choisie parmi : - une première stratégie dans laquelle les phases sont successivement alimentées en courant de même signe, - une deuxième stratégie dans laquelle les phases sont successivement alimentées en courant de signe opposé, ladite stratégie appliquée engendrant des pertes de puissance inférieures à la stratégie non appliquée. L'invention concerne également un dispositif de commande pour mettre en œuvre le procédé.The invention relates to a method for controlling a variable reluctance machine comprising an odd number of phases (n) greater than or equal to 3, each phase being connected to a power supply device via a circuit control device adapted to feed consecutive phases of current of the same sign or current of opposite sign. According to the invention, for a given operating point corresponding to a given torque and a given rotational speed of the variable reluctance machine, a current supply strategy is applied thereto by means of the control circuit. among: - a first strategy in which the phases are successively supplied with current of the same sign, - a second strategy in which the phases are successively supplied with current of opposite sign, said applied strategy generating lower power losses than the unapplied strategy . The invention also relates to a control device for implementing the method.

Description

PROCEDE DE COMMANDE PERMETTANT D'AMELIORER LE RENDEMENT D'UNE MACHINE A RELUCTANCE VARIABLE ET DISPOSITIF DE COMMANDE CORRESPONDANT L'invention concerne une machine électromagnétique, plus particulièrement une machine à reluctance variable (MRV), notamment à double saillance. L'invention concerne en particulier les machines à reluctance variable destinées à une utilisation dans un véhicule automobile. Une machine électrique à reluctance variable (MRV) est constituée de deux parties en mouvement relatif, dont l'une est électriquement active (stator) et l'autre passive (rotor). La première comprend un circuit magnétique denté muni de bobinages, la seconde est simplement un circuit ferromagnétique, lui aussi denté, mais sans aucun conducteur ni aimant. Les phases de cette machine à reluctance variable, également dite à double saillance (MRVDS), sont alimentées en courants unidirectionnels par des onduleurs à demi-ponts asymétriques. La rotation du rotor est ainsi obtenue en alimentant en courant successivement chaque phase du stator. Le signe du courant n'influant pas sur le signe du couple produit par la machine, le courant d'alimentation est unidirectionnel. La MRVDS, de structure simple et robuste pour un faible coût de fabrication et d'un fonctionnement à puissance quasi constante sur une large plage de vitesses, est avantageusement utilisée dans le domaine de l'automobile. Les pertes magnétiques dans le fer et le cuivre de la MRVDS limitent cependant le rendement de la MRVDS. Les solutions existantes pour réduire les pertes magnétiques consistent essentiellement en des structures ou des matériaux particuliers. Il existe toutefois toujours un besoin pour améliorer le rendement d'une MRVDS. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant de réduire la somme des pertes magnétiques dans le fer et le cuivre d'une MRV par une commande innovante de l'alimentation en courant des phases de la machine.The invention relates to an electromagnetic machine, more particularly to a machine with variable reluctance (MRV), in particular with double saliency. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION The invention particularly relates to variable reluctance machines for use in a motor vehicle. A variable reluctance electrical machine (MRV) consists of two parts in relative motion, one of which is electrically active (stator) and the other passive (rotor). The first includes a toothed magnetic circuit provided with coils, the second is simply a ferromagnetic circuit, also toothed, but without any conductor or magnet. The phases of this variable reluctance machine, also known as double-saliency (MRVDS), are supplied with unidirectional currents by unbalanced half-bridge inverters. Rotation of the rotor is thus obtained by successively supplying each phase of the stator. The sign of the current does not influence the sign of the torque produced by the machine, the supply current is unidirectional. The MRVDS, simple and robust structure for low manufacturing cost and almost constant power operation over a wide range of speeds, is advantageously used in the automotive field. The magnetic losses in iron and copper of the MRVDS, however, limit the performance of the MRVDS. Existing solutions for reducing magnetic losses consist mainly of particular structures or materials. However, there is still a need to improve the performance of an MRVDS. The aim of the invention is to overcome these disadvantages by proposing to reduce the sum of the magnetic losses in the iron and copper of an MRV by an innovative control of the power supply of the phases of the machine.

A cet effet, l'objet de l'invention concerne un procédé de commande d'une machine à reluctance variable comportant un nombre impair de phases (n) supérieur ou égal à 3, chaque phase étant reliée à un dispositif d'alimentation en énergie par l'intermédiaire d'un circuit de commande adapté pour alimenter des phases consécutives en courant de même signe ou en courant de signe opposé, dans lequel : (a) on reçoit une valeur de couple représentative du fonctionnement de la machine et une valeur de vitesse de rotation de la machine, (b) on interroge une table comprenant des points de fonctionnement (couple, vitesse de rotation) de la machine, ladite table étant agencée de manière à permettre de corréler un point de fonctionnement de ladite machine à une stratégie d'alimentation en courant des phases de la machine pour laquelle les pertes de puissance sont les plus faibles pour ledit point de fonctionnement, ladite stratégie d'alimentation en courant étant choisie parmi : - une première stratégie dans laquelle les phases sont successivement alimentées en courant de même signe, - une deuxième stratégie dans laquelle les phases sont successivement alimentées en courant de signe opposé, (c) on identifie la stratégie d'alimentation en courant à appliquer pour la valeur de couple et la valeur de vitesse reçues à l'étape (a), (d) on génère un signal de commande du circuit de commande afin que celui-ci applique à ladite machine la stratégie d'alimentation retenue à l'étape (c). Les pertes de puissance sont ainsi minimales, pour chaque point de fonctionnement de la machine.For this purpose, the object of the invention relates to a method of controlling a variable reluctance machine having an odd number of phases (n) greater than or equal to 3, each phase being connected to a power supply device via a control circuit adapted to supply consecutive phases of current of the same sign or current of opposite sign, in which: (a) a torque value representative of the operation of the machine and a value of speed of rotation of the machine, (b) interrogating a table comprising operating points (torque, rotational speed) of the machine, said table being arranged so as to make it possible to correlate an operating point of said machine to a strategy for supplying power to the phases of the machine for which the power losses are the lowest for said operating point, said power supply strategy being chosen by mi: - a first strategy in which the phases are successively supplied with current of the same sign, - a second strategy in which the phases are successively supplied with current of opposite sign, (c) identifying the power supply strategy to be applied. for the torque value and the speed value received in step (a), (d) generating a control signal of the control circuit so that it applies to the said machine the power supply strategy adopted by the step (c). The power losses are thus minimal, for each point of operation of the machine.

La production de couple de la machine n'étant pas impactée par le signe du courant circulant dans ses phases, les pertes de puissance peuvent être réduites au moyen du procédé selon l'invention. Il est ainsi possible d'améliorer de manière simple le rendement de la machine en modifiant uniquement le signe du courant alimentant successivement les phases en fonction du point de fonctionnement de la machine. Une telle augmentation du rendement moteur se traduit directement par une baisse de consommation du dispositif d'alimentation en énergie, ce qui est particulièrement avantageux lorsque ce dispositif est une batterie.Since the torque production of the machine is not affected by the sign of the current flowing in its phases, the power losses can be reduced by means of the method according to the invention. It is thus possible to improve in a simple manner the efficiency of the machine by modifying only the sign of the current successively supplying the phases as a function of the operating point of the machine. Such an increase in the motor efficiency is reflected directly in a decrease in consumption of the power supply device, which is particularly advantageous when this device is a battery.

La table interrogée à l'étape (b) peut être établie suite à une caractérisation des pertes de puissance.The table interrogated in step (b) can be established following a characterization of the power losses.

Les pertes de puissance considérées dans l'étape (b) peuvent être des pertes de puissance globales de la machine, par exemple déterminées expérimentalement. La valeur des pertes de puissance globales de la machine peut être déterminée par différence entre : - la puissance en entrée de la machine correspondant au produit de la tension et du courant appliqué à chaque phase, et - la puissance mesurée en sortie de la machine correspondant au produit du couple produit par la machine et de la vitesse de rotation. Afin de mesurer la puissance en entrée, la tension et le courant appliqués à chaque phase en entrée peuvent être mesurés, par exemple par un analyseur de puissance, ou peuvent correspondre à la tension et au courant fournis par le dispositif d'alimentation en énergie alimentant la machine. Le couple produit par la machine peut être mesuré au moyen d'un capteur de couple numérique ou au moyen d'un capteur de force. Cette mesure peut être effectuée sur un arbre entrainé par le rotor de la machine. La vitesse de rotation peut être mesurée au moyen d'un capteur de vitesse, par exemple un capteur de la position du rotor de la machine ou de l'arbre. Une telle détermination expérimentale peut être réalisée sur banc d'essai. La caractérisation des pertes peut notamment être réalisée pour chaque machine avant son utilisation, les caractérisations mesurées étant enregistrées dans une mémoire pour pouvoir être utilisées lors du fonctionnement de la machine. En variante, les pertes de puissance considérées dans l'étape (b) peuvent être des pertes magnétiques totales. Par pertes magnétiques totales, on entend la somme des pertes magnétiques dans les matériaux de la machine. Ces pertes magnétiques totales correspondent par exemple à la somme des pertes magnétiques dans le fer constitutif de la machine et des pertes magnétiques dans le cuivre des bobinages de la machine.The power losses considered in step (b) may be overall power losses of the machine, for example determined experimentally. The value of the overall power losses of the machine can be determined by the difference between: the input power of the machine corresponding to the product of the voltage and the current applied to each phase, and the power measured at the output of the corresponding machine to the product of the torque produced by the machine and the speed of rotation. In order to measure the input power, the voltage and current applied to each input phase can be measured, for example by a power analyzer, or can correspond to the voltage and current provided by the power supply device supplying power. the machine. The torque produced by the machine can be measured by means of a digital torque sensor or by means of a force sensor. This measurement can be performed on a shaft driven by the rotor of the machine. The rotational speed can be measured by means of a speed sensor, for example a sensor of the rotor position of the machine or the shaft. Such an experimental determination can be carried out on a test bench. The characterization of the losses can in particular be carried out for each machine before its use, the measured characterizations being recorded in a memory to be able to be used during the operation of the machine. Alternatively, the power losses considered in step (b) may be total magnetic losses. Total magnetic losses are the sum of the magnetic losses in the materials of the machine. These total magnetic losses correspond, for example, to the sum of the magnetic losses in the constituent iron of the machine and the magnetic losses in the copper of the windings of the machine.

De telles pertes magnétiques peuvent être déterminées par modélisation analytique ou numérique (méthode des éléments finis). Des exemples de modèles de détermination de pertes dans le fer et dans le cuivre figurent par exemple dans la thèse d'E. Hoang « étude, modélisation et mesure des pertes magnétiques dans les moteurs à reluctance variable à double saillance » soutenue en 1995. Notamment, des modèles de détermination des pertes couramment utilisés sont le modèle de Steinmetz pour les pertes dans le fer et l'équation des pertes joules consistant à intégrer le carré de la densité de courant J sur le volume des conducteurs (J n'étant pas uniforme) pour les pertes dans le cuivre. Il existe notamment de nombreux outils de calculs électromagnétiques (calculs à éléments finis) utilisant le signe du courant d'alimentation comme paramètre pouvant être utilisés pour déterminer les pertes magnétiques totales (par exemple, outils de calcul de la société Ansys). Avantageusement et de manière non limitative, la table interrogée à l'étape (b) peut être agencée de manière à permettre une corrélation entre une vitesse de rotation et une stratégie d'alimentation en courant pour chaque valeur de couple représentatif du fonctionnement de la machine. La table interrogée à l'étape (b) peut être établie suite à la caractérisation des pertes de charge pour chacune des stratégies d'alimentation en courant. Cette table peut être construite de différentes manières. Elle peut comprendre un ensemble de points de fonctionnement limites de la machine et une information indiquant la stratégie d'alimentation pour laquelle les pertes de puissance sont les plus faibles en fonction du positionnement d'un point de fonctionnement par rapport à l'ensemble de points de fonctionnement limites. Notamment, pour chaque point de fonctionnement (couple, vitesse de rotation) de la machine, on peut envisager d'enregistrer dans la table une vitesse de rotation limite pour chaque valeur de couple. En variante, la table peut comprendre un premier ensemble de points de fonctionnement associé à la première stratégie d'alimentation et un deuxième ensemble de points de fonctionnement associés à la deuxième stratégie d'alimentation. Notamment, pour chaque valeur du couple, un premier ensemble de vitesses de rotation peut être associé à la première stratégie, un deuxième ensemble de vitesses de rotation étant associé à la deuxième stratégie. Les ensembles de points de fonctionnement ou de vitesses de rotation peuvent être caractérisées par des plages de points de fonctionnement ou de vitesses de rotation.Such magnetic losses can be determined by analytical or numerical modeling (finite element method). Examples of loss determination models in iron and copper are, for example, in E's thesis. Hoang "Study, Modeling and Measurement of Magnetic Losses in Variable Reluctance Motors" supported in 1995. Notably, commonly used loss-determination models are the Steinmetz model for iron losses and the equation of Joule losses consisting of integrating the square of the current density J on the volume of the conductors (J is not uniform) for losses in copper. There are in particular many electromagnetic calculation tools (finite element calculations) using the sign of the feed current as a parameter that can be used to determine the total magnetic losses (for example, Ansys computational tools). Advantageously and in a nonlimiting manner, the table interrogated in step (b) can be arranged to allow a correlation between a rotation speed and a power supply strategy for each torque value representative of the operation of the machine. . The table interrogated in step (b) can be established following the characterization of the pressure drops for each of the power supply strategies. This table can be constructed in different ways. It may include a set of machine limit operating points and information indicating the power strategy for which the power losses are lowest depending on the positioning of an operating point with respect to the set of points. operating limits. In particular, for each operating point (torque, rotational speed) of the machine, it is conceivable to record in the table a limit rotation speed for each torque value. Alternatively, the table may include a first set of operating points associated with the first power strategy and a second set of operating points associated with the second power strategy. In particular, for each value of the torque, a first set of rotational speeds can be associated with the first strategy, a second set of rotational speeds being associated with the second strategy. Sets of operating points or rotational speeds can be characterized by ranges of operating points or rotational speeds.

Dans encore une autre variante, la table peut comprendre deux caractérisations des pertes de puissance de la machine pour des points de fonctionnement (couple, vitesse de rotation) de la machine, chaque caractérisation étant fonction d'une stratégie d'alimentation. Autrement dit, la table peut comprendre les pertes de puissance associées à chaque point de fonctionnement et chaque stratégie d'alimentation, par exemple associées à chaque vitesse de rotation pour un couple donné. Dans les deux variantes précédentes, les deux ensembles de points de fonctionnement ou les points de fonctionnement peuvent correspondre à l'ensemble des points de fonctionnement (couple, vitesse de rotation) d'une plage d'utilisation de la machine. Cette plage pourra donc varier en fonction de l'utilisation de la machine et peut correspondre à des couples de consigne demandés à la machine et à la gamme de variation de vitesse de rotation correspondant à chacun de ces couples de consigne. Avantageusement et de manière non limitative, les étapes (a), (b), (c), (d) peuvent être réitérées régulièrement, par exemple à chaque changement de couple et/ou de vitesse ou à une fréquence de contrôle prédéterminée de la machine. Ceci permet ainsi d'améliorer l'optimisation du fonctionnement de la machine en réduisant les pertes de puissance régulièrement ou à chaque modification du fonctionnement de la machine. Notamment, la fréquence de contrôle de la machine peut être par exemple de 10 à 20 kHz. De manière générale, le couple du point de fonctionnement utilisé pour déterminer quelle stratégie d'alimentation en courant doit être appliquée, peut être un couple de consigne demandé à la machine ou un couple fourni par la machine. Autrement dit, la valeur de couple reçue à l'étape (a) peut être une valeur de couple de consigne déterminée par exemple par un système de gestion du véhicule ou une valeur de couple effectivement produit mesurée par un capteur, par exemple un capteur de force. La valeur de la vitesse de rotation pourra être déterminée par des moyens de mesure. Il est en outre proposé un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions pour effectuer les étapes du procédé décrit ci-dessus lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur. Ce programme peut par exemple être stocké sur un support mémoire de type disque dur, téléchargé, ou autre. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé de commande d'une machine à reluctance variable selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens de détermination d'une valeur de vitesse de rotation de la machine et des moyens de détermination d'une valeur de couple représentative du fonctionnement de la machine, - des moyens de gestion comprenant : - des moyens de réception recevant une valeur de couple représentative du fonctionnement de la machine et une valeur de la vitesse de rotation de la machine fournies par les moyens de détermination, - une mémoire dans laquelle est stockée une table comprenant des points de fonctionnement de la machine, ladite table étant agencée de manière à permettre de corréler un point de fonctionnement à une stratégie d'alimentation en courant des phases de la machine pour laquelle les pertes de puissance sont les plus faibles pour ledit point de fonctionnement, ladite stratégie d'alimentation en courant étant choisie parmi lesdites stratégies d'alimentation en courant définies plus haut, - des moyens de traitement agencés pour identifier, à partir des données stockées dans la mémoire et pour la valeur de couple et la valeur de la vitesse de rotation reçues par les moyens de réception, la stratégie d'alimentation en courant à appliquer, - des moyens de transmission pour transmettre un signal de commande caractéristique de la stratégie d'alimentation en courant à appliquer, - un circuit de commande recevant en entrée le signal de commande caractéristique de la stratégie d'alimentation en courant à appliquer, ledit circuit de commande étant conformé pour alimenter des phases consécutives de la machine à reluctance variable en courant de même signe ou en courant de signe opposé.In yet another variant, the table may comprise two characterizations of the power losses of the machine for operating points (torque, speed of rotation) of the machine, each characterization being a function of a feeding strategy. In other words, the table can include the power losses associated with each operating point and each power strategy, for example associated with each rotation speed for a given torque. In the two previous variants, the two sets of operating points or operating points can correspond to all the operating points (torque, rotational speed) of a range of use of the machine. This range may therefore vary according to the use of the machine and may correspond to the setpoint torque requested by the machine and to the speed variation range corresponding to each of these set pairs. Advantageously and in a nonlimiting manner, steps (a), (b), (c), (d) may be repeated regularly, for example at each change of torque and / or speed or at a predetermined control frequency of the machine. This thus makes it possible to improve the optimization of the operation of the machine by reducing the power losses regularly or at each modification of the operation of the machine. In particular, the control frequency of the machine may for example be 10 to 20 kHz. In general, the operating point torque used to determine which power supply strategy is to be applied may be a desired set torque to the machine or a torque supplied by the machine. In other words, the torque value received in step (a) may be a target torque value determined, for example, by a vehicle management system or an actually produced torque value measured by a sensor, for example a sensor of strength. The value of the speed of rotation can be determined by measuring means. There is further provided a computer program product comprising instructions for performing the steps of the method described above when these instructions are executed by a processor. This program can for example be stored on a hard drive type memory, downloaded, or other. The invention also relates to a device for implementing a method of controlling a variable reluctance machine according to the invention, characterized in that it comprises: - means for determining a speed value of rotation of the machine and means for determining a torque value representative of the operation of the machine; - management means comprising: reception means receiving a torque value representative of the operation of the machine and a value of speed of rotation of the machine provided by the determining means, - a memory in which is stored a table comprising operating points of the machine, said table being arranged to allow to correlate an operating point to a strategy of power supply of the phases of the machine for which the power losses are the lowest for said operating point, said strategy of a current feeding being selected from among said current supply strategies defined above, processing means arranged to identify, from the data stored in the memory and for the torque value and the value of the speed of rotation received by the reception means, the power supply strategy to be applied, - transmission means for transmitting a control signal characteristic of the power supply strategy to be applied, - a control circuit receiving the control signal as input characteristic of the current supply strategy to be applied, said control circuit being shaped to supply consecutive phases of the variable-current reluctance machine of the same sign or of current of opposite sign.

Les moyens de détermination de la valeur de la vitesse de rotation peuvent être des moyens de mesure de la vitesse, par exemple un capteur de la position du rotor de la machine. Les moyens de détermination de la valeur de couple représentatif du fonctionnement de la machine peuvent être des moyens de détermination d'un couple de consigne à appliquer à la machine ou peuvent simplement recevoir ce couple de consigne. Ces moyens peuvent également être des moyens de mesure du couple fournir, par exemple un capteur numérique ou un capteur de force. Les moyens de gestion peuvent être, par exemple, un processeur de type microprocesseur, microcontrôleur, FPGA (Field Programmable Gate Arrays, circuit intégré composé d'un réseau de cellules programmables) ou autre. Les moyens de réception peuvent par exemple comprendre une broche d'entrée, un port d'entrée ou autre. La mémoire peut être une mémoire vive ou une mémoire RAM (de l'anglais « Random Access Memory »), une EEPROM (de l'anglais « (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory »), ou autre. Cette mémoire peut stocker les données sous forme de tables. Suivant une variante, la mémoire peut stocker des données permettant une corrélation entre une vitesse de rotation et une stratégie d'alimentation en courant pour chaque valeur de couple représentatif du fonctionnement de la machine. Les moyens de traitement peuvent être, par exemple, un coeur de processeur ou CPU (de l'anglais « Central Processing Unit »). Les moyens de transmission peuvent par exemple comprendre une broche de sortie, un port de sortie, ou autre.The means for determining the value of the speed of rotation may be means for measuring the speed, for example a sensor of the position of the rotor of the machine. The means for determining the torque value representative of the operation of the machine may be means for determining a set torque to be applied to the machine or may simply receive this set torque. These means can also be means for measuring the torque to be supplied, for example a digital sensor or a force sensor. The management means may be, for example, a microprocessor-type processor, microcontroller, FPGA (Field Programmable Gate Arrays, integrated circuit consisting of a programmable cell network) or other. The receiving means may for example comprise an input pin, an input port or the like. The memory may be a random access memory or a random access memory (Random Access Memory), an EEPROM (English Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory), or the like. In a variant, the memory can store data permitting a correlation between a rotation speed and a power supply strategy for each torque value representative of the operation of the machine. for example, a processor core or CPU (of the "Central Processing Unit"), the transmission means may for example comprise an output pin, an output port, or the like.

Le circuit de commande peut comprendre : - au moins deux demi-ponts asymétriques comprenant chacun deux interrupteurs commandés agencés de manière à fournir un courant unidirectionnel, tous les demi-ponts étant agencés de manière à fournir un courant de même signe, - au moins un pont en H comprenant quatre interrupteurs commandés agencés de manière à fournir alternativement des courants de signe opposé. Selon l'invention, ledit au moins un pont en H est destiné à alimenter une phase de la machine à reluctance variable commandée située entre deux phases reliées chacune à un demi-pont asymétrique. Le signal de commande reçu par le circuit de commande va ainsi ouvrir ou fermer les interrupteurs commandés du circuit de commande de manière à fournir à chaque phase le courant approprié en fonction de la stratégie d'alimentation en courant à appliquer. Ce signal peut être un signal électrique tel qu'un signal de tension, un signal d'intensité ou autre. Ce signal de commande peut être composé d'une pluralité de signaux de commande individuel, chaque signal individuel commandant une phase de la machine à reluctance variable. Un tel circuit de commande peut ainsi être un onduleur, notamment un onduleur en tension, dont les bornes sont reliées à un dispositif d'alimentation en énergie (par exemple une batterie, notamment une batterie rechargeable). L'invention concerne également un véhicule automobile mettant en oeuvre le procédé de l'invention, par exemple au moyen du dispositif selon l'invention, pour commander une machine à reluctance variable servant à la traction dudit véhicule ou servant comme alterno- démarreur. L'invention n'est toutefois pas limitée au domaine automobile et pourrait être appliquée à tous les domaines utilisant une machine à reluctance variable, comme dans l'électroménager ou autre.The control circuit may comprise: at least two asymmetrical half-bridges each comprising two controlled switches arranged to provide a unidirectional current, all the half-bridges being arranged to supply a current of the same sign, at least one H-bridge comprising four controlled switches arranged to alternately supply currents of opposite sign. According to the invention, said at least one H-bridge is intended to supply a phase of the controlled variable reluctance machine situated between two phases each connected to an asymmetrical half-bridge. The control signal received by the control circuit will thus open or close the controlled switches of the control circuit so as to provide each phase with the appropriate current depending on the power supply strategy to be applied. This signal may be an electrical signal such as a voltage signal, an intensity signal or the like. This control signal may be composed of a plurality of individual control signals, each individual signal controlling a phase of the variable reluctance machine. Such a control circuit can thus be an inverter, in particular a voltage inverter, the terminals of which are connected to a power supply device (for example a battery, in particular a rechargeable battery). The invention also relates to a motor vehicle embodying the method of the invention, for example by means of the device according to the invention, for controlling a variable reluctance machine for pulling said vehicle or serving as an alternator-starter. The invention is however not limited to the automotive field and could be applied to all areas using a variable reluctance machine, as in home appliances or other.

L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une machine à reluctance variable ; - la figure 2 représente schématiquement un exemple de dispositif de commande selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 représente les courbes des pertes magnétiques totales en fer et en cuivre d'une machine à reluctance variable de puissance 30kw, selon les deux modes d'alimentation. La MRV 1 représentée sur la figure 1 est une MRV à double saillance comprenant un rotor 2 et un stator 3, chacun muni de dents 21, 31 respectivement. Le stator 3 comprend des bobines concentrées 32 disposées dans les encoches 33 du stator 3 et formant chacune un bobinage d'une phase statorique de la MRV 1. Les bobines 32 sont habituellement en cuivre et le rotor 2 en matériau ferromagnétique.The invention is now described with reference to the accompanying non-limiting drawings, in which: FIG. 1 schematically represents a variable reluctance machine; FIG. 2 diagrammatically represents an example of a control device according to one embodiment of the invention; FIG. 3 represents the curves of the total magnetic losses in iron and copper of a machine with variable reluctance of power 30 kW, according to FIG. both power modes. The MRV 1 shown in FIG. 1 is a double-salient MRV comprising a rotor 2 and a stator 3, each provided with teeth 21, 31 respectively. The stator 3 comprises concentrated coils 32 arranged in the notches 33 of the stator 3 and each forming a winding of a stator phase of the MRV 1. The coils 32 are usually made of copper and the rotor 2 is made of ferromagnetic material.

Elles ne sont pas toutes représentées sur la figure 1 par souci de clarté. La MRV représentée sur cette figure est de type MRV 6/4, à savoir comportant trois phases et 4 dents au rotor. L'invention n'est toutefois pas limitée à une MRV présentant cette configuration et peut être appliqué à toute MRV présentant un nombre de phases n impair, supérieur ou égal à 3. En outre, chaque phase pourrait comprendre plusieurs bobinages, un seul bobinage par dent étant alimenté successivement. Une machine de ce genre est par exemple décrite dans le document JP 2012-050297. La figure 2 représente schématiquement un dispositif 10 pour la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, ce dispositif 10 étant adapté à une MRV à trois phases Pl, P2, P3, par exemple du type représenté sur la figure 1. Ce dispositif 10 comprend : - des moyens de mesure 101 de la valeur (co) de la vitesse de rotation de la machine à reluctance variable, - des moyens de gestion 110 comprenant : - des moyens de réception 112 recevant la valeur (C) du couple produit par la machine, par exemple un couple de consigne, et la valeur (co) de la vitesse de rotation de la machine depuis les moyens de mesure 101, - une mémoire 114 dans laquelle sont stockées, pour chaque point de fonctionnement (C, co) de la machine, les pertes de puissance PT1 et PT2 correspondant à chacune des deux stratégies d'alimentation en courant, à savoir : - les pertes de puissance PT1 correspondant à la première stratégie dans laquelle les phases sont successivement alimentées en courant de même signe, - les pertes de puissance PT2 correspondant à la deuxième stratégie dans laquelle les phases sont successivement alimentées en courant de signe opposé, - des moyens de traitement 116 agencés pour comparer le couple (C) et la vitesse (co) aux données stockées dans la mémoire 114 et pour déterminer la stratégie d'alimentation en courant à appliquer, pour laquelle les pertes de puissance sont minimales, - des moyens de transmission 118 pour transmettre un signal de commande, notamment un signal de commande Sn pour chaque phase n, caractéristique de la stratégie d'alimentation en courant à appliquer - un circuit de commande 120 recevant en entrée le signal de commande caractéristique de la stratégie d'alimentation en courant à appliquer, le circuit de commande étant conformé pour alimenter des phases consécutives en courant de même signe ou en courant de signe opposé. Le circuit de commande 120 ou onduleur de l'exemple représenté comprend trois convertisseurs 121, 122, 123, reliés chacun à l'une des trois phases Pl, P2, P3 d'une MRV. Deux de ces convertisseurs 121 et 123 sont identiques. Ils se présentent chacun sous la forme d'un demi-pont asymétrique formé chacun de deux interrupteurs commandés K1, K2, par exemple des IGBT. Ces interrupteurs commandés K1, K2 sont agencés de manière à fournir un courant de même signe. Ces convertisseurs comprennent en outre chacun de manière classique des diodes D 1, D2. Le circuit de commande comprend également une capacité C. Les deux convertisseurs 121 et 123 sont reliés à deux phases Pl, P3 de la MRV qui ne sont pas consécutives. La troisième phase P2 de la MRV, située entre les phases Pl et P3, est quant à elle reliée au convertisseur 122, lequel se présente sous la forme d'un pont en H formé de quatre interrupteurs commandés K1, K2, K3, K4 agencés de manière à fournir alternativement des courants de signe opposé à la phase P2. Les interrupteurs commandés K1 et K2 sont ainsi disposés de la même manière que dans les convertisseurs 121 et 123 et permettent de fournir un courant de même signe que les convertisseurs 121, 123. Les interrupteurs commandés K3 et K4 sont en revanche montés de manière à fournir un courant de signe opposé. Le convertisseur 122 comprend en outre deux diodes D 1, D2 identiques et montées de la même manière que dans les convertisseurs 121 et 123, et deux diodes supplémentaires D3, D4, associées aux interrupteurs commandés K3, K4. Les interrupteurs commandés K1 - K4 du convertisseur 122 peuvent également être des IGBT. Le fonctionnement de ces convertisseurs 121, 122 et 123 est classique et ne sera pas détaillé. Ce circuit de commande ou onduleur 120 est en outre raccordé à un dispositif d'alimentation en énergie fournissant une tension E. Ce dispositif d'alimentation en énergie peut être une batterie, notamment une batterie rechargeable.They are not all shown in Figure 1 for the sake of clarity. The MRV shown in this figure is MRV type 6/4, namely having three phases and 4 teeth rotor. The invention is however not limited to an MRV having this configuration and can be applied to any MRV having a number of phases n odd, greater than or equal to 3. In addition, each phase could comprise several coils, a single winding by tooth being fed successively. A machine of this kind is for example described in JP 2012-050297. FIG. 2 diagrammatically represents a device 10 for carrying out the method of the present invention, this device 10 being adapted to a three-phase MRV P1, P2, P3, for example of the type represented in FIG. 1. This device 10 comprises: - measuring means 101 of the value (co) of the speed of rotation of the variable reluctance machine, - management means 110 comprising: - receiving means 112 receiving the value (C) of the torque produced by the machine, for example a set torque, and the value (co) of the speed of rotation of the machine from the measuring means 101, - a memory 114 in which are stored, for each operating point (C, co) of the machine, the power losses PT1 and PT2 corresponding to each of the two power supply strategies, namely: the power losses PT1 corresponding to the first strategy in which the phases are successively supplied with current of the same sign, the power losses PT2 corresponding to the second strategy in which the phases are successively supplied with current of opposite sign, processing means arranged to compare the torque (C) and the speed (co) with the data. stored in the memory 114 and to determine the power supply strategy to be applied, for which the power losses are minimal, - transmission means 118 for transmitting a control signal, in particular a control signal Sn for each phase n , characteristic of the power supply strategy to be applied - a control circuit 120 receiving as input the control signal characteristic of the power supply strategy to be applied, the control circuit being shaped to supply consecutive phases with current of the same sign or running of opposite sign. The control circuit 120 or inverter of the example shown comprises three converters 121, 122, 123, each connected to one of the three phases P1, P2, P3 of an MRV. Two of these converters 121 and 123 are identical. They are each in the form of an asymmetrical half-bridge each formed of two controlled switches K1, K2, for example IGBTs. These controlled switches K1, K2 are arranged to provide a current of the same sign. These converters each further comprise, in a conventional manner, diodes D 1, D 2. The control circuit also comprises a capacitor C. The two converters 121 and 123 are connected to two phases P1, P3 of the MRV which are not consecutive. The third phase P2 of the MRV, located between the phases P1 and P3, is connected to the converter 122, which is in the form of an H-bridge formed of four controlled switches K1, K2, K3, K4 arranged so as to alternately supply currents of opposite sign to the phase P2. The controlled switches K1 and K2 are thus arranged in the same manner as in the converters 121 and 123 and make it possible to supply a current of the same sign as the converters 121, 123. Controlled switches K3 and K4, on the other hand, are mounted so as to provide a current of opposite sign. The converter 122 further comprises two diodes D 1, D 2 identical and mounted in the same manner as in the converters 121 and 123, and two additional diodes D3, D4, associated with the controlled switches K3, K4. The controlled switches K1 - K4 of the converter 122 can also be IGBTs. The operation of these converters 121, 122 and 123 is conventional and will not be detailed. This control circuit or inverter 120 is further connected to a power supply device supplying a voltage E. This power supply device may be a battery, in particular a rechargeable battery.

Ainsi, les étapes suivantes sont réitérées : (a) les moyens de réception 112 reçoivent une valeur de couple (C) de consigne demandé à la machine et une valeur de vitesse (co) de la machine fournies par les moyens de mesure 101, (b) on interroge la table stockée dans la mémoire 114, (c) les moyens de traitement 116 comparent les pertes de puissances PT1 et PT2 stockées dans la mémoire 114 associées à ces valeurs (C, co), puis ces moyens de traitement 116 en déduisent la stratégie d'alimentation en courant pour laquelle les pertes de puissance PT1 ou PT2 sont les plus faibles pour la valeur de couple (C) et la valeur de vitesse (co) reçues à l'étape (a), (d) les moyens de transmission 118 génèrent alors un signal de commande (Sn) du circuit de commande 120 afin que celui-ci applique à la MRV la stratégie d'alimentation retenue à l'étape (c). Ainsi, ce signal de commande va commander successivement les interrupteurs K1, K2, K3, K4 des convertisseurs des différentes phases pour appliquer la stratégie d'alimentation en courant. La figure 3 représente les courbes d'évolution des pertes magnétiques totales exprimées en Watts (pertes magnétiques en fer et en cuivre) en fonction de la vitesse (en tours par minute) pour un couple maximal : - la première courbe P1 représente les pertes maximales pour la première stratégie, à savoir lorsqu'un courant de même signe est appliqué successivement aux phases de la machine, - La deuxième courbe P2 représente les pertes maximales pour la deuxième stratégie, à savoir lorsque des courants de signe opposé sont appliqués successivement aux phases de la machine. Ces courbes ont été établies par calcul numérique (logiciel de calcul élément fini). Ces courbes, établies pour une machine fournissant une puissance de sortie de 30kW, montrent que, pour un couple maximal, la première stratégie sera appliquée avec le procédé selon l'invention pour les vitesses inférieures à 6000 tours/min, la deuxième stratégie étant appliquée pour les vitesses supérieures à 6000 tours/min. Notamment, à 12000 tours/min, le gain est d'environ 600W, ce qui représente une augmentation de 2% du rendement de la machine.Thus, the following steps are repeated: (a) the receiving means 112 receive a requested torque value (C) from the machine and a speed value (co) from the machine provided by the measuring means 101, ( b) the table stored in the memory 114 is interrogated, (c) the processing means 116 compare the power losses PT1 and PT2 stored in the memory 114 associated with these values (C, co), then these processing means 116 in deduce the power supply strategy for which the power losses PT1 or PT2 are the lowest for the torque value (C) and the speed value (co) received in step (a), (d) the transmission means 118 then generate a control signal (Sn) of the control circuit 120 so that it applies to the MRV the power strategy selected in step (c). Thus, this control signal will successively control the switches K1, K2, K3, K4 of the converters of the different phases to apply the power supply strategy. FIG. 3 represents the evolution curves of the total magnetic losses expressed in Watts (magnetic losses in iron and copper) as a function of the speed (in revolutions per minute) for a maximum torque: the first curve P1 represents the maximum losses for the first strategy, namely when a current of the same sign is applied successively to the phases of the machine, - The second curve P2 represents the maximum losses for the second strategy, namely when currents of opposite sign are applied successively to the phases of the machine. These curves were established by numerical calculation (finite element calculation software). These curves, established for a machine providing an output power of 30kW, show that, for a maximum torque, the first strategy will be applied with the method according to the invention for speeds below 6000 rpm, the second strategy being applied. for speeds above 6000 rpm. In particular, at 12000 rpm, the gain is about 600W, which represents a 2% increase in the efficiency of the machine.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of controlling a variable reluctance machine having an odd number of phases (n) greater than or equal to 3, each phase being connected to a power supply device via a control circuit adapted to power consecutive phases of current of the same sign or of current of opposite sign, in which: (a) a value (C) of torque representative of the operation of the machine and a value (ca) of speed of rotation of the machine are received, (b) interrogating a table comprising operating points (torque, rotational speed) of the machine, said table being arranged so as to make it possible to correlate an operating point of said machine to a power supply strategy of the phases of the machine for which the power losses are the lowest for said operating point, said power supply strategy being chosen from: a first strategy in the which the phases are successively supplied with current of the same sign, - a second strategy in which the phases are successively supplied with current of opposite sign, (c) identifying the power supply strategy to be applied for the value of torque and the velocity value received in step (a), (d) generating a control signal (Sn) of the control circuit so that it applies to said machine the power strategy selected in step (c) .

2 Control method according to claim 1, wherein the power losses considered in step (b) are overall power losses of the machine, for example determined experimentally.

3. Control method according to claim 1, wherein the power losses considered in step (b) are total magnetic losses, determined by analytical or numerical modeling. Control method according to any one of claims 1 to 3, wherein during step (b), the table comprising operating points (torque, rotational speed) of the machine is interrogated, said table being arranged so as to correlate a rotational speed to a power supply strategy for each torque value representative of the operation of the machine. 5. Control method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the steps (a), (b), (c), (d) are reiterated at each change in operation of the machine. The control method as claimed in any one of claims 1 to 5, wherein the torque value (C) received in step (a) is a desired torque value requested from the machine or a torque value provided. by the machine. 7. Device for implementing a method of controlling a variable reluctance machine according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises: - means for determining (101) a value (c) speed of rotation of the machine and means for determining a torque value (C) representative of the operation of the machine; - management means (110) comprising: receiving means (112) receiving a torque value (C) representative of the operation of the machine and a value (ce) of the speed of rotation of the machine provided by the determining means (101), a memory (114) in which is stored a table comprising points of operation (C, ce) of the machine, said table being arranged to allow to correlate an operating point to a power supply strategy of the phases of the machine for which the power losses are the lowest for said operating point, said power supply strategy being chosen from: a first strategy in which the phases are successively supplied with current of the same sign, a second strategy in which the phases are successively supplied with current of opposite sign processing means (116) arranged to identify, from the data stored in the memory (114) and for the value (C) of torque and the value (co) of the speed of rotation received by the reception means (112), the power supply strategy to be applied, - transmission means (118) for transmitting a control signal (Sn) characteristic of the power supply strategy to be applied, - a control circuit (120) ) receiving as input the control signal- (Sn) characteristic of the power supply strategy to be applied, said control circuit being shaped to feed consecutive phases ives of the variable current reluctance machine of the same sign or current of opposite sign. 8. Device according to claim 7, characterized in that the memory (114) stores data allowing a correlation between a rotational speed (co) and a power supply strategy for each torque value (C) representative of the operation. of the machine. 9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the control circuit (120) comprises: at least two asymmetrical half-bridges (121, 123) each comprising two controlled switches (K1, K2) arranged to provide a unidirectional current, all the half-bridges being arranged to provide a current of the same sign, - at least one H-bridge (122) comprising four controlled switches (K1-K4) arranged to alternately provide opposite-sign currents, said at least one H-bridge (122) being for supplying a phase of the controlled variable reluctance machine located between two phases each connected to an asymmetric half-bridge (121, 123). 10. A motor vehicle comprising a device according to any one of claims 7 to 9 for controlling a variable reluctance machine for pulling said vehicle or serving as an alternator-starter.