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Thèse de DoctoratStratégies de commande sans capteur et de gestion de l’énergie pour les aérogénérateurs de petite puissance
No full textThis thesis presents an original method for the sensorless Maximum Power Point Tracking (MPPT) of a small power wind turbine using a permanent magnet synchronous generator to supply a DC load. This method does neither require the knowledge of the wind speed nor the turbine parameters. After a presentation of the energy conversion chain (wind turbine, PMSMgenerator, rectifier and boost circuit), we first derive an analysis of its energy efficiency.Thisanalysis shows that the highest power at the output of the turbine and the highest powersupplied to the load are not obtained at the same rotor speed. This clearly shows the interest tomaximize the power supplied to the load rather than to track the maximum power at the output ofthe turbine deduced from its theoretical power coefficient Cp. We then describe the proposedMPPT algorithm and the speed estimator used to design a sensorless MPPT. Simulation and experimental results demonstrate the feasibility of the proposed approach.Ce mémoire présente une nouvelle méthode de recherche du maximum de puissance (MPPT) sans capteur pour une petite éolienne mettant enoeuvre une génératrice synchrone à aimants permanents destinée à alimenter une charge continue. Cette méthode ne nécessite pas deconnaître la vitesse du vent ou les paramètres de la génératrice. Après une présentation de la chaîne de conversion d’énergie (turbine éolienne,génératrice, redresseur et convertisseur continu-continu), nous allons calculer son efficacité énergétique. Cette analyse montre que le meilleur rendement en puissance en sortie de la turbine ou en sortie de la génératrice n’est pas obtenu pour les mêmes vitesses de rotation du rotor. Cela montre clairement l’intérêt de maximiser la puissance transmise à la charge plutôt que de poursuivre le maximum de puissance en sortie de turbine qui peut être déduit de son coefficient de puissance théorique. Ensuite nous proposons un algorithme de MPPT ainsi qu’un estimateur de vitesse qui permet la réalisation du MPPT sans capteur. Des simulations et des résultats expérimentaux montrent la faisabilité de cette approche
