Abstract EN:

Cette thèse est composée de deux volets. Le premier volet est consacré à l’étude et la réalisation d’une boucle d’autopilotage sans capteur mécanique d’un actionneur électromagnétique direct appliqué aux milieux confinés. Le but est de supprimer toute la chaîne cinématique afin de transmettre directement le couple à la charge mécanique au travers d’une paroi amagnétique de confinement. Les applications visées concernent toutes les industries à ambiance contrôlée où on doit soit protéger l’homme de la matière (nucléaire), soit protéger la matière de l’homme (pharmaceutique, cosmétique, agroalimentaire). Cet actionneur doit être adapté à une situation d’exploitation préexistante en traitement de déchets radioactifs. Afin d’optimiser le couple électromagnétique transmis, de contrôler la vitesse et d’éviter le décrochage, nous avons mis au point un nouveau capteur statique de position. Ce capteur inductif est composé de trois enroulements disposés dans la partie naturelle. Un circuit électronique a été mis au point pour la mise en forme des signaux nécessaires à la commande de l’onduleur et à la régulation de vitesse à couple maximale. Le signal d’entrée de ce circuit est issu du capteur statique de position. Le second volet de cette thèse consiste en l’étude théorique et la validation expérimentale d’un onduleur de tension à angles de commutations pré-calculés. Le but est d’optimiser simultanément le taux d’harmoniques et le nombre de commutations par période, en vue de limiter les pertes dans les interrupteurs de puissance tout en assurant une tension de bonne qualité. Pour cela deux méthodes ont été proposées. Dans la première méthode, l’onduleur alimente directement la charge. Les angles de commutations sont pré-calculés dans le but d’annuler le maximum d’harmoniques de rangs faibles et successifs. Nous avons proposés deux techniques de calcul des angles de commutations pour la commande de l’onduleur. Dans la seconde méthode, nous proposons d’insérer un filtre passif de type LC entre l’onduleur et la charge triphasée. L’objectif visé est d’augmenter encore plus la qualité de la tension de sortie en éliminant les harmoniques restants, sans augmenter les contraintes dans les composants semi-conducteurs de puissance. La conception de ce filtre a été aussi étudiée afin d’optimiser son efficacité et d’éviter l’amplification des harmoniques. Cette méthode offre aussi la possibilité de l’utilisation de condensateurs polarisés dont la capacité volumique est élevée. Tous les travaux cités ci-dessus ont été vérifiés en premier lieu par simulation sous la plate forme logicielle MATLAB Simulink. Ensuite, ils ont été validés expérimentalement au moyen de support que nous avons mis au point au sein du Laboratoire. Les résultats obtenus montrent une augmentation importante des performances électrique et mécanique de l’actionneur et une réduction significative du taux d’harmoniques en sortie de l’onduleur triphasé.