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G. Moteurs Électriques

Figure 9 : Machine équivalente au sens de Park.

Les équations électriques et mécaniques de la machine
synchrone sont les suivantes :

(

Figure 8 : Toyota e-CVT transmission : MG1 est à gauche, MG2 à
droite, le train épicycloïdal au centre.

Le bon choix de la partie électrique du véhicule hybride
est l’élément majeur pour la réussite du mariage entre le
thermique et l’électrique.
Pour cela Le moteur synchrone à aimants permanents
(MSAP) semble à plus d’un titre, la solution la plus adaptée
pour une traction automobile grâce à ses performances
techniques et en particulier, sa compacité et son rendement.
Il a été retenu par Toyota dans la Prius pour les raisons
suivantes :
 bon rendement
 bonnes performances dynamiques grâce à la faiblesse
des inductances statoriques due à la largeur importante
de l’entrefer apparent.
 champ magnétique important dans l’entrefer ;
 pas de source de tension continue pour l’excitation
La Modélisation de la MASP
La modélisation de la MSAP passe par une représentation
d'état du deuxième ordre en utilisant la transformation de
Park. Cette représentation est nécessaire car les entrées et les
sorties du modèle de la machine synchrone sont exprimées
dans le référentiel a,b,c. La transformation de Park permet
de convertir les tensions et les courants pour chaque bobine
dans le référentiel a,b,c en deux composantes dans le
référentiel d,q,O. (Figure 9 )

)

(
[(
{

)

)
*
]

Les véhicules hybrides équipes d’un moteur à courant
alternatif, alors il est nécessaire d’interposer entre la source
d’énergie et le (ou les) moteur(s) de traction un dispositif de
conversion appelée onduleur, qui transforme l’énergie
électrique à courant continu en énergie électrique à courant
alternatif et qui permet de réaliser la commande du couple
des moteurs et le réglage de la vitesse du véhicule tant en
mode traction qu’en mode freinage.
La conversion DC/AC peut être réalisée de multiples
manières. Mais l’usage, les particularités des véhicules
routiers et la rationalisation des solutions industrielle ont
conduit à privilégier une structure d’onduleur à six
interrupteurs bidirectionnels constituée par l’association
d’un IGBT et d’une diode montes en antiparallèle et
commandes selon une loi du type MLI (Modulation de
Largeurs d’Impulsion, en anglais (PMW). Ce type de
montage permet d’associer une source de tension (de type
batterie) et un récepteur de type source de courant (moteur
asynchrone, moteur synchrone bobine, a aimant permanent
ou a reluctance variable).
L’onduleur est commandé par la technique de Modulation
de la Largeur d’Impulsion (MLI). Elle consiste à imposer
aux bornes de la machine des tensions, hachées à fréquence
fixe, évoluant en fonction des références de tension obtenues
à partir des régulateurs des courants. A l’aide d’un signal
triangulaire appelé porteuse, ces tensions sont modulées en
largeur d’impulsion afin de déterminer les instants de
commutation et la durée de conduction de chaque
interrupteur de l’onduleur. A chaque instant, l’un des deux
interrupteurs de chaque bras est en conduction et l’autre est
bloqué.