SVPWM : modulation vectorielle d’impulsions expliquée
Aujourd’hui on va voir la modulation vectorielle d’impulsions, plus connue sous le sigle SVPWM, une technique de modulation très utilisée pour piloter efficacement les moteurs électriques à courant alternatif.
Principes fondamentaux de la SVPWM
La SVPWM est une méthode qui permet de générer des formes d’ondes sinusoïdales optimales en contrôlant précisément les tensions appliquées aux phases du moteur. Cette modulation se base sur l’utilisation d’un vecteur de tension tournant dans un espace à deux dimensions, permettant d’optimiser la plage de tension utilisable et d’améliorer la qualité de la commande.
Fonctionnement de la modulation vectorielle
- Représentation dans l’espace vectoriel : La tension triphasée est représentée sous forme d’un vecteur unique dans un plan αβ (ou d-q), ce qui simplifie l’analyse et le contrôle.
- Sélection des vecteurs de commande : La tension de sortie est synthétisée en combinant trois vecteurs statiques (de l’onduleur) qui encadrent le vecteur référence dans un secteur donné.
- Durée des impulsions : Le temps pendant lequel chaque vecteur est appliqué est calculé afin de reproduire au mieux la forme d’onde désirée sur une période PWM.
- Utilisation optimale du bus DC : La SVPWM maximise l’amplitude de la tension générée, améliorant l’exploitation de la tension d’alimentation par rapport à une modulation sinus classique.
Avantages de la SVPWM
- Réduction des harmoniques dans le courant moteur.
- Meilleure utilisation de la tension d’alimentation DC.
- Moins de pertes et meilleure efficacité énergétique.
- Contrôle plus fin et dynamique des moteurs AC.
Exemple simplifié de calcul des durées d’impulsions
Dans un secteur donné, le vecteur de tension est situé entre deux vecteurs actifs V1 et V2, plus un vecteur nul V0. Les durées d’application (T1, T2, T0) sont calculées en fonction des projections du vecteur de référence :
Avec V_ref la magnitude du vecteur de tension souhaité, V_dc la tension continue de l’onduleur, α l’angle du vecteur dans le secteur, et T_s la période PWM.
Cette technique nécessite un calcul rapide et précis en temps réel, généralement assuré par des microcontrôleurs ou DSP dédiés dans les systèmes modernes.
Pour approfondir la maîtrise des commandes vectorielles, découvrez notre article sur la commande vectorielle sans capteur, une méthode complémentaire qui améliore encore la précision et la robustesse du pilotage moteur.
