Dissertations / Theses: 'Fours électriques – Conception et construction'

1

Tehar, Sabar. "Optimisation géométrique d'un four à arc électrique pour une productivité et une durée de vie maximales." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23668/23668.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

Benqassmi, Hassan. "Conception de convertisseurs alternatif-continu mono-étage à absorption sinusoïdale." Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0058.

Full text

Abstract:

La correction du facteur de puissance a été récemment introduite dans les convertisseurs pour remplacer le filtrage passif en amont des convertisseurs et pour répondre aux nouvelles normes en vigueur. La correction de facteur de puissance dite mono-étage a succédé à celle en deux étages qui est caractérisée par un coût et un volume élevés. Cette étude vise deux types d'applications. Les applications à faible puissance (300 W) sous une tension d'alimentation de 230 Veff et une tension de 54 V en sortie. Pour des raisons de coût et de volume, les structures asymétriques Flyback et Sepic sont des solutions répondant au cahier des charges et qui restent incontournables. U ressort également de cette étude, que si les contraintes du convertisseur à résonance série fonctionnant en conduction discontinue sont acceptables, alors ce dernier peut aussi répondre au cahier de charge. Le second type d'applications visées par cette étude concerne la moyenne puissance (3 kW) avec une tension de 150 V en sortie. Dans ce cadre, seules les structures symétriques à résonance à commutateur de courant ou à onduleur de tension sont susceptibles de répondre au cahier des charges. Pour la seconde catégorie, et en vue d'une généralisation, une discussion sur la nature du circuit résonant est faite pour étudier le prélèvement sinusoïdal. En évaluant les avantages et les inconvénients de chaque structure, deux convertisseurs ont été retenus et les prototypes réalisés ont montré un bon facteur de puissance et le respect de la norme en vigueur (EN 61000-3-2)
Recently, power factor correction has been introduced into power converters to replace the passive filters at the front-end of converters and to respect new standards corne into opération. Single-stage power factor correction has been succeeded to the classicaJ two-stage power factor correction which présents a high volume and cost. This thesis essentially consists of two types of applications. Low power isolated single-stage AC/DC conversion from 230 V rms. AC voltage to 54 V DC. The power is fixed at 300 W. Due to their cost and volume, asymmetrical structures Flyback and Sepic are more adapted. From this study, it émerges also that series-resonant converter operating in discontinuous conduction mode could be respond to desired spécifications if components stresses are acceptable. The second part deals with the isolated single-stage AC/DC conversion for médium power (3 kW) applications with 150 V as output voltage. For this kind of applications, only current-driven and voltage-driven résonant converters are susceptible to respond to the spécifications. An approach to design current-driven résonant converter is presented. Also, several résonant circuits are examined to discuss power factor correction capabilities of voltage-driven résonant converters. By evaluating advantages and disadvantages of thèse converters, two of them are chosen, and realised prototypes présent a high power factor and respect the European standards EN 61000-3-2

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

Darnault, Régis. "Système expert d'aide à la conception : application au positionnement d'appareils électriques." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0069.

Full text

Abstract:

Dans ce travail, un système d'aide à la conception de caissons électriques Basse Tension est présenté. Des objectifs précis d'évolutivité et de maintenabilité du système de CAO par des gens de métier et de modularité nous ont ramenés à définir un modèle de conception s'appuyant sur une approche fonctionnelle, une architecture tableau noir (Blackboard), une représentation à base d'objets, une logique à base de contraintes et enfin des règles de production. Le modèle est mis en oeuvre informatisassent à travers la réalisation d'une application logicienne qui a permis la validation de l'approche. Les aspects intrication dans la chaîne de CAO et automatisation du procédé sont aussi pris en compte

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

Teulings, Wim. "Prise en compte du cablage dans la conception et la simulation des convertisseurs de puissance : performances CEM." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0053.

Full text

Abstract:

Un des défis de l'Electronique de Puissance moderne est la Compatibilité Electromagnétique (CEM). Devant l'accroissement de la rapidité de commutation, le câblage devient un composant à part entière. Il doit donc être modélisé. L'objectif de ce travail est de montrer qu'il est possible à l'heure actuelle de simuler entièrement un convertisseur moderne, en tenant compte des imperfections dues au câblage (simulation fine). Les formes d'ondes en commutation obtenues sont suffisamment précises pour prédire les performances vis-à-vis de la CEM. Cependant, ce type de simulation est relativement long, et cette approche doit être réservée à la vérification de l'implantation technologique [male. Elle ne peut servir d'aide au concepteur. C'est pourquoi des modèles analytiques plus simples sont développés à partir de l'analyse des résultats de simulation fine. Ces modèles, d'une bonne précision, font intervenir des paramètres technologiques, et peuvent servir d'aide à la conception. Les deux approches ont été appliquées à un convertisseur réalisé sur Circuit Imprimé et en technologie Substrat Métallique Isolé (SMI). L'influence d'une capacité de découplage sur le niveau des perturbations conduites a également été examinée dans les deux cas
One of today's challenges in power electronics is the need to comply with the electromagnetic compatibility (EMC) standards. Due to the ever increasing switching speed, interconnect modeling becomes of major importance. This work shows that it is possible to perform accurate simulations of power converters by inclusion of a Partial Element Equivalent Circuit (PEEC) model of the converter's interconnects. In this way, the conducted EMI noise level can be predicted with satisfying precision from circuit simulation. However, this kind of simulations tends to be very time-consuming, and can merely be used for the validation of a technological implementation of the converter design. The simulation results have therefore been interpreted, and the complexity of the overall-model has been reduced. Thus, a frequency-domain method for EMI noise prediction has been developed. This method enables the user to rapidly obtain the total noise level, the Common Mode (CM) noise level and Differential Mode (DM) noise level. The method can be used for converter design purposes. Both methods have been applied to a chopper implemented in Printed Circuit Board (PCB) and in Insulated Metal Substrate (IMST) technology. In both cases, the influence of a SMD decoupling capacitor on the conducted noise levels has also been examined

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

Rios, José. "Etude et conception de dispositifs MOS-Thyristor autoamorçables et à blocage commandé." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30014.

Full text

Abstract:

Le travail presente dans ce memoire concerne l'integration de nouvelles fonctions interrupteurs basees sur le concept d'integration fonctionnelle. Dans nombreux convertisseurs d'energie electrique c'est la fonction duale du thyristor qui est utilisee. Aucun composant discret n'assure actuellement cette fonction qui est synthetisee a l'aide de dispositifs de type transistors (bipolaires, mos, igbt) de diodes et d'un circuit logique specifique. Dans le premier chapitre nous avons evalue les pontentialites offertes par le concept d'integration fonctionnelle pour integrer cette fonction. Nous nous sommes consacre a l'etude du cur de la fonction thyristor dual constitue par une association mos-thyristor a amorcage spontane et blocage commande dont la transposition dans le silicium conduit, soit a une architecture 4 couches, soit a une architecture 5 couches. Le deuxieme chapitre est consacre a l'etude et a la modelisation de ces deux structures. Une premiere approche analytique a permis de mettre en evidence l'influence des principaux parametres physiques et technologiques sur les caracteristiques electriques. Des simulations bidimensionnelles de ces structures effectuees avec le logiciel pisces base sur la resolution des equations de semiconducteurs, ont permis de verifier leur fonctionnalite et d'optimiser les parametres physiques et geometriques en fonction des caracteristiques electriques souhaitees. Dans la perspective de realiser ces dispositifs nous avons optimise, dans le troisieme chapitre, le processus technologique de fabrication a l'aide du logiciel de simulation suprem iv en fonction des parametres electriques et physiques precedemment definis. Pour la structure 4 couches des dispositifs multicellulaires test ont ete realises a partir d'un processus de fabrication mos-bipolaire du type igbt (ou thyristor mos). La caracterisation de ces elements tests nous a permis de verifier que l'autoamorcage est obtenu pour de faibles tension d'anode avec des courants de declenchement tres faibles

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

Roy, Simon, and Simon Roy. "Conception optimale d'une chaîne de traction électrique pour une voiture de type Formule SAE." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27117.

Full text

Abstract:

Tableau d'honneur de la FÉSP
Tableau d'honneur de la FÉSP
La Formule SAE (Society of Automotive Engineers) est une compétition étudiante consistant en la conception et la fabrication d'une voiture de course monoplace. De nombreux événements sont organisés à chaque année au cours desquels plusieurs universités rivalisent entre elles lors d'épreuves dynamiques et statiques. Celles-ci comprennent l'évaluation de la conception, l'évaluation des coûts de fabrication, l'accélération de la voiture, etc. Avec plus de 500 universités participantes et des événements annuels sur tous les continents, il s'agit de la plus importante compétition d'ingénierie étudiante au monde. L'équipe ULaval Racing a participé pendant plus de 20 ans aux compétitions annuelles réservées aux voitures à combustion. Afin de s'adapter à l'électrification des transports et aux nouvelles compétitions destinées aux voitures électriques, l'équipe a conçu et fabriqué une chaîne de traction électrique haute performance destinée à leur voiture 2015. L'approche traditionnelle employée pour concevoir une motorisation électrique consiste à imposer les performances désirées. Ces critères comprennent l'inclinaison maximale que la voiture doit pouvoir gravir, l'autonomie désirée ainsi qu'un profil de vitesse en fonction du temps, ou tout simplement un cycle routier. Cette approche n'est malheureusement pas appropriée pour la conception d'une traction électrique pour une voiture de type Formule SAE. Ce véhicule n'étant pas destiné à la conduite urbaine ou à la conduite sur autoroute, les cycles routiers existants ne sont pas représentatifs des conditions d'opération du bolide à concevoir. Ainsi, la réalisation de ce projet a nécessité l'identification du cycle d'opération routier sur lequel le véhicule doit opérer. Il sert de point de départ à la conception de la chaîne de traction composée des moteurs, de la batterie ainsi que des onduleurs de tension. L'utilisation d'une méthode de dimensionnement du système basée sur un algorithme d'optimisation génétique, suivie d'une optimisation locale couplée à une analyse par éléments-finis a permis l'obtention d'une solution optimale pour les circuits de type Formule SAE. La chaîne de traction conçue a été fabriquée et intégrée dans un prototype de voiture de l'équipe ULaval Racing lors de la saison 2015 afin de participer à diverses compétitions de voitures électriques.
La Formule SAE (Society of Automotive Engineers) est une compétition étudiante consistant en la conception et la fabrication d'une voiture de course monoplace. De nombreux événements sont organisés à chaque année au cours desquels plusieurs universités rivalisent entre elles lors d'épreuves dynamiques et statiques. Celles-ci comprennent l'évaluation de la conception, l'évaluation des coûts de fabrication, l'accélération de la voiture, etc. Avec plus de 500 universités participantes et des événements annuels sur tous les continents, il s'agit de la plus importante compétition d'ingénierie étudiante au monde. L'équipe ULaval Racing a participé pendant plus de 20 ans aux compétitions annuelles réservées aux voitures à combustion. Afin de s'adapter à l'électrification des transports et aux nouvelles compétitions destinées aux voitures électriques, l'équipe a conçu et fabriqué une chaîne de traction électrique haute performance destinée à leur voiture 2015. L'approche traditionnelle employée pour concevoir une motorisation électrique consiste à imposer les performances désirées. Ces critères comprennent l'inclinaison maximale que la voiture doit pouvoir gravir, l'autonomie désirée ainsi qu'un profil de vitesse en fonction du temps, ou tout simplement un cycle routier. Cette approche n'est malheureusement pas appropriée pour la conception d'une traction électrique pour une voiture de type Formule SAE. Ce véhicule n'étant pas destiné à la conduite urbaine ou à la conduite sur autoroute, les cycles routiers existants ne sont pas représentatifs des conditions d'opération du bolide à concevoir. Ainsi, la réalisation de ce projet a nécessité l'identification du cycle d'opération routier sur lequel le véhicule doit opérer. Il sert de point de départ à la conception de la chaîne de traction composée des moteurs, de la batterie ainsi que des onduleurs de tension. L'utilisation d'une méthode de dimensionnement du système basée sur un algorithme d'optimisation génétique, suivie d'une optimisation locale couplée à une analyse par éléments-finis a permis l'obtention d'une solution optimale pour les circuits de type Formule SAE. La chaîne de traction conçue a été fabriquée et intégrée dans un prototype de voiture de l'équipe ULaval Racing lors de la saison 2015 afin de participer à diverses compétitions de voitures électriques.
The Formula SAE (Society of Automotive Engineers) is a student engineering competition for which students design, build and race a single-seater racing car. Multiple events are organized every year during which the teams can compete against other universities. With more than 500 teams participating worldwide, it is the biggest student engineering competition in the world. The tests include the evaluation of the design, production costs, acceleration of the car, etc. The ULaval Racing team participated during more than 20 years at the annual Michigan competition reserved for internal combustion racecars. In order to adapt to the electrification of transportation and to the new competitions reserved for electric cars, the team designed and manufactured a high performance electric powertrain for their 2015 car. The traditional approach used to design an electric powertrain is to set the desired performances of the vehicle. These criteria include the maximum incline that the car must be able to climb, the desired range and a speed profile over time, also known as road cycle. Unfortunately, this approach is not suitable for the design of an electric powertrain for use in a Formula SAE racecar. Since this type of vehicle is not intended for city driving nor highway driving, the existing road cycles are not representative of the expected operating conditions. The realization of this project required the identification of the road cycle on which the vehicle will operate. It is used as a starting point for the design of the powertrain, which includes the electric motors, the battery pack and the power inverters. The use of a genetic optimization algorithm, followed by a local optimization coupled to a finite element analysis tool yielded an optimal solution suitable for the Formula SAE type race tracks. The drivetrain was designed, manufactured and integrated into the 2015 ULaval Racing vehicle. The car participated in various competitions intended for electric racecars and received multiple awards for its inovative design and its performance.
The Formula SAE (Society of Automotive Engineers) is a student engineering competition for which students design, build and race a single-seater racing car. Multiple events are organized every year during which the teams can compete against other universities. With more than 500 teams participating worldwide, it is the biggest student engineering competition in the world. The tests include the evaluation of the design, production costs, acceleration of the car, etc. The ULaval Racing team participated during more than 20 years at the annual Michigan competition reserved for internal combustion racecars. In order to adapt to the electrification of transportation and to the new competitions reserved for electric cars, the team designed and manufactured a high performance electric powertrain for their 2015 car. The traditional approach used to design an electric powertrain is to set the desired performances of the vehicle. These criteria include the maximum incline that the car must be able to climb, the desired range and a speed profile over time, also known as road cycle. Unfortunately, this approach is not suitable for the design of an electric powertrain for use in a Formula SAE racecar. Since this type of vehicle is not intended for city driving nor highway driving, the existing road cycles are not representative of the expected operating conditions. The realization of this project required the identification of the road cycle on which the vehicle will operate. It is used as a starting point for the design of the powertrain, which includes the electric motors, the battery pack and the power inverters. The use of a genetic optimization algorithm, followed by a local optimization coupled to a finite element analysis tool yielded an optimal solution suitable for the Formula SAE type race tracks. The drivetrain was designed, manufactured and integrated into the 2015 ULaval Racing vehicle. The car participated in various competitions intended for electric racecars and received multiple awards for its inovative design and its performance.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

Charpentier, Jean-Frédéric. "Modélisation des ensembles convertisseurs statiques-machines électriques par couplage des équations du champ électromagnétique et du circuit électrique." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT065H.

Full text

Abstract:

Ce travail traite de la modelisation des ensembles formes par des dispositifs electromagnetiques associes a des convertisseurs statiques par resolution simultanee des equations du champ dans le dispositif et des equations de type circuit du convertisseur. Un autre aspect de ce travail concerne la modelisation des phenomenes lies a l'augmentation des frequences d'alimentation de ces dispositifs. Le memoire comporte quatre chapitres: dans le premier chapitre une formulation generale du probleme du couplage entre les equations du champ dans un dispositif electromagnetique et les equations d'un circuit quelconque est presentee. Une methode generale basee sur la technique des elements finis et sur un algorithme general de mise en equation des circuits permet de mettre automatiquement l'ensemble de ces equations sous forme d'un systeme unique d'equations differentielles. Le deuxieme chapitre est consacre a la resolution, par des methodes numeriques, du systeme d'equations differentielles presente dans le chapitre precedent. Differentes methodes sont presentees et comparees. La methode utilisee pour la gestion du temps de simulation et des commutations des interrupteurs electroniques du convertisseur statique est decrite. La modelisation des effets dus a la montee en frequence des dispositifs electromagnetiques est traitee dans le troisieme chapitre. Une procedure permettant de caracteriser en fonction de la frequence les phenomenes lies aux courants induits, ainsi qu'une formulation pour modeliser les effets capacitifs dans ces dispositifs sont proposees. Enfin le quatrieme chapitre presente des exemples d'application qui concernent aussi bien la simulation des associations dispositifs electromagnetiques-convertisseurs-statiques, que la caracterisation frequentielle des dispositifs electromagnetiques

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

Chakir, Mohamed. "Conception et optimisation de la performance d'une génératrice à réluctance variable." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27417/27417.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

De, Lara Jayme Salvador Carlos. "Identification des paramètres des machines électriques à courant alternatif." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT009H.

Full text

Abstract:

L'auteur presente la conception et la mise au point d'un logiciel d'identification des parametres du modele de park des machines synchrones et asynchrones destinees a etre alimentees par convertisseurs statiques. Les parametres electrotechniques sont estimes a partir des essais en regime transitoire. Le logiciel est base sur la methodologie du modele de reference appliquee hors-ligne, laquelle minimise un critere, qui est fonction de l'erreur entre les sorties de la machine et du modele, par un algorithme d'optimisation du type quasi-newton. Le systeme est teste en remplacant des resultats experimentaux par des resultats de simulation obtenus avec des parametres connus. Le systeme est valide par l'estimation des parametres d'un modele multi-enroulements et un actionneur asynchrone reel. Dans le domaine des techniques d'estimation en-ligne, l'auteur presente l'estimation de la resistance rotorique d'une machine asynchrone par le filtre de kalman etendu. Ce filtre permet d'estimer les etats de la machine (courants statoriques et flux rotoriques) et la resistance rotorique

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

Cembrzynski, Thierry. "Conception et réalisation d'outils statistiques et d'intelligence artificielle pour l'aide à la planification du réseau de transport d'Electricité de France." Paris 9, 1988. https://bu.dauphine.psl.eu/fileviewer/index.php?doc=1988PA090015.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

Aguglia, Davide. "Conception globale des générateurs asynchrones à double alimentation pour les éoliennes." Doctoral thesis, Université Laval, 2010. http://hdl.handle.net/20.500.11794/22322.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

Ben, Nachouane Ayoub. "Modélisation numérique des phénomènes aérothermiques dans les machines électriques en vue d’optimisation de leur conception : application aux machines électriques des véhicules hybrides et électriques." Thesis, Compiègne, 2017. http://www.theses.fr/2017COMP2348/document.

Full text

Abstract:

Implanter une machine électrique dans un véhicule hybride pose avant tout des problèmes d’encombrement. Sous-dimensionner la machine semble légitime compte tenu de l’usage qui en est fait sur véhicule. Par contre, cela suppose que les aspects thermiques soient pris en compte non seulement lors de l’utilisation, mais aussi lors de la conception de la machine. Le phénomène majeur limitant la densité de puissance massique des machines électriques est l’échauffement interne des bobines et des aimants. La modélisation thermique de la machine est complexe compte tenu de la diversité des sources de chaleur et de la coexistence de différents modes de transferts thermiques : conduction dans la matière, convection avec l’eau de refroidissement, conduction, convection et rayonnement dans l’entrefer. En termes de géométrie, si une première approche peut être réalisée en ne considérant que des flux de chaleur radiaux, la composante axiale doit nécessairement être prise en compte dès lors qu’on veut tenir compte aussi des extrémités de machine, et notamment de la chaleur produite par les roulements et les têtes de bobines. Ainsi pour pouvoir analyser pertinemment les transferts thermiques dans la machine, des méthodes numériques de type CFD ont été utilisées pour caractériser le transfert thermique par convection. La caractérisation des échanges thermiques par convection naturelle et forcée a été réalisée à l’intérieur d’une machine synchrone à aimants permanents internes (MAPI). Des relations empiriques ont été proposées afin de prendre en compte le couplage entre la thermique et l’aérodynamique dans les cavités des machines électriques totalement fermées. Afin de valider la pertinence des modèles numériques dans le cadre de ce travail, des mesures thermiques à l’aide des moyens d’essais de l’UTC ont été réalisées. Les résultats de cette étude sont utilisés pour construire des circuits thermiques équivalents qui prennent en compte les phénomènes thermiques complexes dans les machines électriques fermées utilisées dans les véhicules hybrides et électriques. Ces recommandations de conception permettront l’optimisation de l’effort investi pour le refroidissement de la machine électrique dans ses différentes phases de fonctionnement
The integration of an electrical machine into modern hybrid vehicles is associated with new technical constraints such as the integrability into small volume without losing certainly in performance. Therefore, the development of compacter electrical machines is a well-founded argument for car manufacturers as well as electrical machine designers. On the other hand, this finding assumes that the thermal aspects are undertaken not only during the operation of the electrical machine, but also during the design process. The internal heat generated in different areas impacts strongly the power density and the magnet health which deeply reduce the electrical machine reliability. Heat transfer modeling inside electrical machines is a tricky task because of the strong coupling between the different physics governing their operations. Indeed, the generated losses spread inside the electrical machine through three heat transfer modes which are: conduction (heat diffusion), convection(heat transport) and radiation (heat scattering). In terms of geometry, if a first approach can be carried out by considering only radial heat fluxes, the axially-transferred heat must be undertaken when it is also necessary to consider end caps effects, and particularly the heat released by the bearings. In order to carry out relevantly the thermal analysis of a permanent magnets synchronous machine, CFD based methods are used to characterize the convective heat transfer inside this machine over a large operating range. Both natural and forced convection are analyzed and the corresponding heat transfer coefficients are numerically-estimated. Empirical equations are proposed in order to take into account the coupling between thermal and fluid dynamics inside the cavities of the studied totally-enclosed machine. These correlations are integrated then into a detailed and reduced thermal network. Experimental tests are carried out using a test bench in order to measure temperature distribution in different areas of the electrical machine. Afterward, a comparison between estimated and measured temperatures shows that the results of the numerically-enhanced thermal network are in a good agreement with measurements. Thus, the proposed recommendations based on CFD modeling allow the convective heat transfer to be characterize quickly and precisely. These correlations are useful for upcoming studies dealing with convection inside automotive electrical machines as well as high speed electrical machines

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

Duong, Quynh Huong. "Conception, caractérisation et modélisation : contribution à la fiabilité de micro-commutateurs RF MEMS." Lille 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LIL10166.

Full text

Abstract:

Ces dernières années, de nouveaux composants micro-ondes sont apparus : les micro commutateurs RF MEMS. Bien que ces composants soient encore absents des systèmes spatiaux, l'intérêt que leur porte l'industrie spatiale est grandissant car ils apparaissent comme une solution adéquate pour réduire le coût des missions et améliorer les performances tout en conservant l'intégrité de celles-ci (volume, masse, consommation). Cependant une problématique majeure de la technologie MEMS concerne leur fiabilité. Les travaux développés dans ce manuscrit visent à mettre en place des méthodes de caractérisation pour évaluer la fiabilité des microsystèmes, plus particulièrement des commutateurs MEMS. Le premier chapitre présente un état de l'art des mécanismes de défaillance identifiés dans les commutateurs à ce jour. Le deuxième chapitre expose les moyens expérimentaux et les techniques pour déterminer les propriétés des matériaux. On y étudie plus en détail la caractérisation par nanoindentation et les méthodes pour estimer les contraintes résiduelles. Le troisième chapitre est consacré à la conception, réalisation et caractérisation d'un commutateur. Le but est de saisir les enjeux technologiques de la chaîne de développement d'un composant MEMS pour obtenir un procédé fiable. Dans le quatrième chapitre, nous effectuerons l'étude de cas d'un commutateur dont le procédé de fabrication est déjà fiabilisé. Cette étude se fait à travers une approche combinant l'utilisation des outils de modélisation et d'expérimentation. - Nous évaluerons la fiabilité liée à l'utilisation du MEMS et à son environnement afin de l'améliorer en jouant sur l'étape de conception.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

Liu, Xiaofeng. "Développement d'un outil logiciel d'étude d'architectures de chaînes de traction pour véhicules électriques ou hybrides." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112048.

Full text

Abstract:

Les véhicules Electrique (VE), Electrique Hybride (VEH) et Hybride à Pile à Combustion (VHPàC), sont reconnus à ce jour comme les solutions les plus prometteuses du transport routier face aux défis de l’environnement. Depuis quelques années, de nombreux constructeurs automobiles se sont engagés dans le développement de ces nouvelles voitures « propres ». Cependant ils se heurtent aux problèmes de la conception et de l’analyse de la chaîne de conversion d’énergie électrique du véhicule. La complexité du système nécessite l’utilisation d’un outil logiciel qui va permettre de réduire le coût et le temps de développement. Les travaux présentés dans ce mémoire représentent une première contribution dans le développement de cet outil logiciel d’aide à la conception et à l’analyse des chaînes de conversion électrique dans les véhicules électriques ou hybrides. Il s’appuie sur la plateforme Matlab-Simulink®. D’abord différents composants ainsi qu’une méthode d’aide à la conception de la chaîne à partir des cycles de fonctionnement ont été développés. Afin d’exploiter au mieux les différentes sources d’énergie, nous avons exploité les degrés de liberté pour chaque architecture du véhicule pour développer la stratégie de gestion d’énergie. Une méthode basée sur la logique floue a été proposée et évaluée sur un véhicule hybride à l’architecture parallèle. Nous avons montré que la performance de la stratégie de contrôle dépend fortement du dimensionnement des sources d’énergie. Nous avons alors développé une procédure de dimensionnement par optimisation pour les chaînes VEHs. Elle a été appliquée à un VHPàCs ayant des batteries comme dispositif de stockage
Electrics vehicles, Hybrid Electric and Fuel Cell Electric Vehicles are considered the most promising solutions to the problems of land transportation. Many automobile manufacturers are engaged in the development of these new “clean” cars, but they meet two major problems in the prototype development : desing and analysis. Due to this raison, a software tool, which can help the designer facilitate the vehicle powertrain design and analysis process, is interesting in terms of development cost and time reductions. The word presented in this memory represents a contribution in the development of a software tool to assist the analysis and design of electric vehicles, hybrid electric vehicle and fuel cell electric vehicle powertrains. The tool is based on the Matlab Simulink® platform. Different component libraries have been developed as well as a design procedure to facilitate the constructions of the powertrain from the normalized cycles. In order to exploit the various energy sources for each vehicle architecture, a control strategy in designed. A fuzzy logic method has been evaluated for a parallel hybrid vehicle. The performance of the control strategy depends on the sizing of the energy sources and storage devices. Therefore, the criterious are pointed out for the design of HEV powertain, procedure by optimization has been developed. A FCEV with batteries as storage device is used as a benchmark to evaluate the design procedure

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Javadi, Hamid. "Développement d'outils informatiques pour aider à la conception des machines à forte discrétion vibratoire." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT113H.

Full text

Abstract:

Ce travail concerne la modelisation des vibrations d'origine magnetique. L'objectif de cette etude est de developper les outils informatiques pour aider a la conception des machines electriques, a aimants permanents sans pieces polaires, silencieuses. Le memoire comporte quatre chapitres: dans le premier chapitre une analyse des vibrations d'origine magnetique est faite. Apres avoir pose le probleme de leur modelisation, une analyse de l'etat de l'art dans ce domaine est effectuee et les principaux resultats obtenus sont exposes. Cette partie a pour but de montrer ensuite la procedure de conception et les outils adequats qu'il faudrait developper pour mieux analyser le comportement vibratoire d'une machine electrique en cours de conception. Le deuxieme chapitre presente une procedure specifique de calcul des forces magnetiques adaptee aux machines electriques a aimants permanents sans pieces polaires. Cette procedure a ete developpee pour reduire le temps de calcul des forces magnetiques et pour etre utilisee de maniere intensive dans l'etude comparative de plusieurs structures. Dans le troisieme chapitre la procedure developpee pour calculer les vibrations d'origine magnetique est utilisee pour etudier l'influence des courants d'alimentation sur le comportement vibratoire d'une machine a aimants sans pieces polaires. Cette etude theorique est associee a une etude experimentale faite sur un banc de mesure. Le quatrieme chapitre est consacre a une procedure de caracterisation electro-magnetomecanique des vibrations d'origine magnetique d'une machine synchrone a aimants permanents. Cette procedure est basee sur la methode de superposition modale. Une procedure simplifiee du calcul de la repartition des harmoniques de forces magnetiques est alors proposee. Il est montre que l'association de ces deux dernieres procedures est un grand interet pour la conception des machines a forte discretion acoustique

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

Wurtz, Frédéric. "Une nouvelle approche pour la conception sous contraintes de machines électriques." Grenoble INPG, 1996. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00729068.

Full text

Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse est de définir et de présenter une nouvelle approche de la conception sous contraintes de machines électriques. Celle-ci permet aux électrotechniciens d'utiliser l'ordinateur non pas seulement comme un outil d'analyse mais aussi comme un outil ayant de réelles facultés de dimensionnement automatique. Cette approche offre de grands avantages comme: -la gestion des contraintes d'un cahier des charges, -la gestion de l'interdépendance des phénomènes physiques intervenant dans une machine, -ou encore l'optimisation des solutions trouvées. Cependant sa grande originalité est qu'elle assure automatiquement la génération du logiciel de conception. Pour cela elle utilise comme connaissance de base, un modèle analytique de la machine à laquelle on s'intéresse, et comme moyen, des techniques de calcul symbolique et de programmation automatique. Afin de guider le processus de conception, elle emploie des algorithmes génériques d'optimisation numérique sous contraintes. Cette approche est notamment appliquée, dans ce mémoire, au dimensionnement de machines asynchrones
The aim of this work is to define and to present a new approach to the design with constraints of electrical devices. It gives to electrical engineers and searchers the opportunity to use computers not only as analysis tools but also as tools that have real capabilities to make automatic designs. This approach offers great advantages like the ability: -to take into account constraints on the specifications of the device, -to take into account the interdependence of all the physical phenomenon that occur, - to find optimal solutions. However its main originality is that it automatically generates the design software by using techniques of symbolic calculation and automatic programming. For this an analytical model of the device is used as basic knowledge. For the design process, constrained optimisation algorithms are used. In this work, the approach is particularly used for the design of induction machines

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Dufour, Amélie. "Multivariate statistical modeling of an anode backing furnace : Modélisation statistique multivariée du four à cuisson des anodes utilisées dans la fabrication d'aluminium primaire." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26844.

Full text

Abstract:

La stratégie actuelle de contrôle de la qualité de l’anode est inadéquate pour détecter les anodes défectueuses avant qu’elles ne soient installées dans les cuves d’électrolyse. Des travaux antérieurs ont porté sur la modélisation du procédé de fabrication des anodes afin de prédire leurs propriétés directement après la cuisson en utilisant des méthodes statistiques multivariées. La stratégie de carottage des anodes utilisée à l’usine partenaire fait en sorte que ce modèle ne peut être utilisé que pour prédire les propriétés des anodes cuites aux positions les plus chaudes et les plus froides du four à cuire. Le travail actuel propose une stratégie pour considérer l’histoire thermique des anodes cuites à n’importe quelle position et permettre de prédire leurs propriétés. Il est montré qu’en combinant des variables binaires pour définir l’alvéole et la position de cuisson avec les données routinières mesurées sur le four à cuire, les profils de température des anodes cuites à différentes positions peuvent être prédits. Également, ces données ont été incluses dans le modèle pour la prédiction des propriétés des anodes. Les résultats de prédiction ont été validés en effectuant du carottage supplémentaire et les performances du modèle sont concluantes pour la densité apparente et réelle, la force de compression, la réactivité à l’air et le Lc et ce peu importe la position de cuisson.
The aluminum manufacturing process is highly influenced by the anode quality. Several factors affect the anode quality and the actual quality control strategy is inadequate to detect faulty anodes before setting them in the electrolytic cells. A soft-sensor model developed from historical carbon plant data and multivariate statistical methods was proposed in past work to obtain quick predictions of individual anode properties right after baking for quality control purposes. It could only be used for anodes baked at the coldest and hottest positions within the furnace due to the core sampling strategy used at the partner’s plant. To complement the soft-sensor, this work proposes a method for taking into account the thermal history of anodes baked at eventually any position and to allowing for the prediction of properties for all anodes. It is shown that combining categorical variables for pit and baking positions and routinely available firing equipment data is sufficient for predicting the temperature profiles of anodes baked in different positions (measured during pit surveys) and account for its impact on anode properties. Prediction results were validated using core sampling and good performance was obtained for LC, apparent and real density, compressive strength and air reactivity.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Zhu, Ye. "Modélisation simplifiée et méthodologie d'intégration des faisceaux électriques dans les simulations numériques pour des applications de pré-dimensionnement CEM en avance de phase." Clermont-Ferrand 2, 2007. http://www.theses.fr/2007CLF21789.

Full text

Abstract:

La généralisation de l'électronique dans le monde automobile nécessite la prise en compte des aspects CEM dans le développement des projets véhicules. Afin d'écarter les risques de non respect des exigences CEM au cours de la phase de validation du véhicule, une meilleure implémentation de l'architecture électrique et électronique doit donc être envisagée dès les premières phases de conception du projet. Cette thèse s'inscrit dans ce contexte, et concerne plus particulièrement pré-dimensionnement des faisceaux électriques dans un véhicule, les caractéristiques des équipements d'extrémités étant a priori inconnues. Cette étude consiste dans un premir temps en une analyse des paramètres caractérisant l'architecture des faisceaux de manière intrinsèque, soit indépendamment des circuits de charge. Cette étude a abouti à la définition et à la validation d'une procédure fondée sur des paramètres S généralisés de mode commun. Cette méthodologie innovante a conduit au développement d'un outil informatique adapté au traitement des faisceaux électriques réels. Enfin, une méthode de conversion des paramètres S généralisés de mode commun en paramètres de mode différentiel a été proposée. L'interêt de l'approche développée a notamment été mis en évidence pour des configuration illustrant l'architecture des faisceaux automobiles

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Iosif, Vadim. "Conception et mise au point des bobines inorganiques pour des actionneurs électriques capables de travailler aux températures extrêmes." Thesis, Artois, 2016. http://www.theses.fr/2016ARTO0205/document.

Full text

Abstract:

Le point faible des machines électriques est le Système d’isolation Electrique (SIE) de leurs bobinages. Les meilleures solutions actuelles sont basées sur des polymères, elles assurent des durées de vie supérieures à 20000h lorsque la température au point le plus chaud du bobinage ne dépasse pas 240°C. Par conséquent, la nature organique du SIE des machines électriques constitue un verrou technologique pour accéder aux températures plus élevées très demandées dans l’aéronautique, pour fabriquer les générateurs électriques plus puissants proches réacteurs des avions par exemple. Les travaux de recherche présentés ont pour but d'étudier le possibilité de construire les bobinages des machines électriques hautes température (HT°) avec des isolants inorganiques qui permettent de travailler durablement à 500°C. Les conséquences du saut technologique important vers les températures élevé sont analysées en détail notamment sur les aspects magnétiques provoqués par la présence d'une barrière de diffusion en Nickel ajoutée au fil de cuivre pour éviter son oxydation aux températures élevées. La première partie de la thèse est consacrée à la mise au point d'un système d'isolation électrique totalement inorganique qui permet de lever le verrou technologique lié à la présence de polymères dans les SIE classiques. La seconde partie est consacrée à l'étude des distributions de la tension entre les spires du bobinage HT° lors que la machine est alimentée par un convertisseur électronique moderne de l'aéronautique qui impose des fronts de tension très raides
The weak point of electrical machines is the Electrical Insulation System (EIS) of their windings. The best current solutions are based on polymers, they provide lifetimes over 20000h when the temperature at the hottest point of the windings does not exceed 240° C. Consequently, the organic nature of the electric machines EIS represents a technological lock for operating at higher temperatures that have many applications in aeronautics, for designing larger electric generators located near the propulsion turbines of airplanes for instance. The main goal of the research works presented consist in studying the possibility of building the windings of high-temperature electrical machines (HT°) with inorganic EIS which make it possible to work durably at 500°C. The consequences of this technological leap towards high temperatures are analyzed in detail. A large part is devoted to magnetic aspects caused by the presence of a diffusion barrier made of nickel added to the copper wire to avoid oxidation at high temperatures.The first part of the thesis is devoted to the development of a fully inorganic electrical isolation system, which allows to overcome the technological lock due to the presence of polymers in conventional solutions. The second part is devoted to the study of the voltage distribution between the turns of the HT° coil when the machine is powered by a modern electronic converter od aeronautics that imposes very steep voltage fronts

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

Longchamps, Jean. "Pré-dimensionnement du dispositif de stockage énergétique d'un autobus de transport urbain." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27831/27831.pdf.

Full text

Abstract:

Les autobus de transport urbain sillonnent nos routes depuis fort longtemps. Des moyens de transport à la fois fiables et économiques, ces véhicules se sont imposés dans de nombreuses villes pour assurer le transport des passagers. Malheureusement, les émissions de polluants sans cesse croissantes liées à la combustion de l’essence de ces engins, les autorités gouvernementales ont dû adopter des réformes du secteur du transport de sorte que de plus en plus de solutions de rechange soient proposées. Dans ce contexte, les autobus électriques ont été récemment ciblés comme des alternatives viables et prometteuses pour réduire les émissions de polluants dans les villes. Étant donné l’émergence de ce type d’autobus, on s’intéresse de plus en plus à la manière dont on devrait dimensionner ses principaux composants tels que son moteur et sa source d’énergie. Le travail présenté dans ce mémoire s’inscrit dans le cadre du développement d’un outil qui permet à un utilisateur d’avoir une idée des dimensions de la source d’énergie ainsi que du moteur électrique de l’autobus. L’outil permet entre autres de déterminer les paramètres dimensionnels de l’autobus qui reflètent le choix des performances dynamiques du véhicule. En dérivant les équations mathématiques qui gouvernent le comportement de l’autobus, on peut développer un outil de calcul logiciel. En configurant cet outil conformément aux besoins d’une étude dimensionnelle, on arrive à proposer des designs d’autobus qui répondent à différentes situations d’utilisation. Après analyse des résultats de plus de 150 simulations, on peut démontrer que le dimensionnement de la source dépend essentiellement du choix du type de batteries, de l’autonomie ciblée et du profil de conduite utilisé par l’autobus. D’autres résultats démontrent que l’utilisation de la source pour subvenir aux besoins en énergie du système de chauffage de l’autobus en saison hivernale est peu recommandable. En effet, dans presque tous les cas, l’apport en énergie de chauffage correspond à la moitié de l’énergie disponible de la source. Enfin, on peut montrer que l’utilisation combinée des supercapacités et des batteries, pour de faibles autonomies, permet de réduire davantage la masse de la source nécessaire pour répondre aux critères de performances.
Urban transit buses have furrowed our roads for a long time now. Both reliable and economical, these vehicles have become one of the most popular mean of transportation to commute passengers throughout entire cities. Unfortunately, the ever-increasing emissions of pollutants caused by the burning of gasoline of these buses, have urged the government authorities to take due reforms in the transport sector so that more and more alternatives are proposed. In this context, the electric buses have recently been identified as viable and promising alternative for reducing emissions of pollutants in cities. Since the technology behind the electrification of urban buses is still young, there is a growing interest on how we should scale its main components such as its engine and its power source. The work presented in this paper contributes in the development of a tool that allows a user to have an idea on the size of the energy source and the electric motor of the bus. The tool allows among others to determine the dimensional parameters of the bus that reflect the choice of vehicle dynamic performance. In deriving the mathematical equations that govern the behavior of the bus, one can develop simulation tool software. By configuring the tool according to the needs of a dimensional study, we come to offer bus designs that meet different situations of use. After analyzing the results from more than 150 simulations, we can show that the size of the energy source depends essentially on the choice of battery type, autonomy target and driving cycle used by the bus. Other results show that the use of the source to meet the energy needs of the heating system of the bus in winter is not advisable. Indeed, in almost all cases, the amount of energy used from heating corresponds approximately to half the available energy source. Finally, we can show that the combined use of supercapacitors and batteries, for low autonomy targets, further reduces the dimensions of the source needed to meet performance criteria.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Muller, Philippe. "Conception, fabrication et caractérisation d'un microcommutateur radio fréquences pour des applications de puissance." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2005/50376-2005-Muller.pdf.

Full text

Abstract:

Cette thèse traite de la conception, de la fabrication et de la caractérisation d'une nouvelles architecture de microcommutateur :MEMS RF pour des applications de puissance. En effet, les composants proposés dans la littérature ne permettent pas de supporter des signaux radiofréquence de puissance. Après l'étude des limitations des solutions dites classiques, une nouvelle approche utilisant un assemblage de trois substrats micro usinés est présentée et étudiée, dont le but est de commuter des signaux hyperfréquences d'une puissance de 10W dans la bande 20MHz-2GHz. Après de nombreux compromis issus de contraintes mécaniques, thermique, hyperfréquences et thechnologique, le procédé de fabrication ainsi que les résultats obtenus sont présentés. Cette étude montre ainsi un premier démonstrateur de commutateur ohmique pour des application RF de forte puissance affiche plus de 40dB d'isolation à 2GHZ et 30dB à 20GHz pour des tensions de commande entre 30 et 60V suivant la conception mais de fortes pertes d'insertions liées au procédé technologique sont à déplorer.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Diouf, Fatou. "Characterization of DC motors impedances for EMI prediction purposes." Rouen, 2014. http://www.theses.fr/2014ROUES037.

Full text

Abstract:

La prédiction des émissions conduites est essentielle dans la détermination de la compatibilité électromagnétique (CEM) d'un système. Afin de les prédire, les moteurs à courant continu sont habituellement modélisés sous la forme d’une source et une impédance série. Les recherches précédemment conduites sur le sujet, se sont principalement focalisées sur l’impédance de l’armature, tandis que l'effet de la rotation du moteur a été négligé. Les travaux présentés dans ce document, étudient l’impédance des moteurs à courant continu sur une large plage de fréquence [0 Hz - 200MHz] ainsi que l'impact de la rotation sur le comportement de cette dernière. Les impédances sont mesurées en utilisant une méthode, petits signaux, basée sur les standards militaires (MIL -STD) de mesures de susceptibilité conduites. Ces mesures sont opérées sur l'induit, le moteur en mode statique et le moteur en mode dynamique (rotation à vide). Afin de les réaliser, différents bancs de mesures ont été configurés en conformité avec les normes européennes (CISPR25). Les mesures donnent des résultats satisfaisants et mettent en évidence l'impact des filtres de suppression sur l’impédance en basses fréquences. Le rôle des inductances et des capacités parasites en haute fréquence est également souligné. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux résultant d’autres techniques de mesure afin de prouver leur exactitude. Enfin, les impédances sont modélisées par un circuit passif
The prediction of conducted emissions is essential in determining the electromagnetic compatibility (EMC) of a device. DC motors are usually modeled as a source and its series impedance for electromagnetic interference (EMI) prediction purposes. In previous research only the impedance of the armature was included, while the effect of the rotating motor was neglected. In the presented work, the behavior of the low voltage DC motors impedance is studied over a large frequency range [0Hz-200MHz] as well as the impact of the dynamic mode on its behavior. The impedance measurements are performed using a small signal method based on conducted susceptibility measurement setups, the same method used in military standards (MIL-STD). Different test setups are implemented in accordance with the European standards (CISPR25). The measurements are performed on the motor’s armature, the DC motor under static mode, and on the DC motor under operating mode. These measurements provide satisfying results for the wideband impedance of the rotating DC motor and highlight the impact of the stator and suppression filters in the low frequency range. The results also highlight the role of the parasitic inductances and capacitances in the high frequency range. The results were compared with those found via other measurement techniques to prove their accuracy. Finally, the resulting impedances are modeled as a passive impedance network

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

Bouatia, Eloumami Souhail. "Développement de matériaux électriquement conducteurs pour les plaques bipolaires de piles à combustibles à membrane échangeuse de protons, PEMFC." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25545/25545.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Flasquelle, Aurélie. "Contribution à la modélisation multi-physique : électro-vibro-acoustique et aérothermique de machines de traction." Ecole Centrale de Lille, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/19/65/74/PDF/These-A_FASQUELLE.pdf.

Full text

Abstract:

Le développement important ces dernières années du secteur du transport s’est accompagné d’une inquiétude accrue pour le respect de l’environnement. Bien que le transport ferroviaire présente une efficacité énergétique élevée, il n’en est pas pour autant dénué de nuisances environnementales. L’intégration du développement durable lors de la conception optimale de machines électriques devient alors indéniable. Cela impose de tenir compte simultanément d’un grand nombre de phénomènes physiques. Cette thèse a alors pour objectif de mettre en avant une méthodologie de conception en accord avec la volonté actuelle d’optimisation économique et écologique. Un modèle multi-physique a alors été développé dans le but de représenter les phénomènes électromagnétiques, vibro-acoustiques et aérothermiques dans un moteur asynchrone fermé auto-ventilé dédié à la traction ferroviaire. Ce modèle est en fait composé de plusieurs modèles, analytiques ou semi-analytiques, interagissant entre eux. Chaque modèle représente des phénomènes physiques spécifiques. Un intérêt particulier a été porté au modèle aérothermique et au modèle de pertes, notamment pour la modélisation des pertes au sein du circuit magnétique. Bien qu’ils soient tous deux analytiques, le développement de ces deux modèles a fait appel à des études numériques préalables. L’efficacité du modèle multi-physique et son respect des tendances d’évolution ont pu être mis en évidence par une comparaison avec des résultats d’essais expérimentaux sur moteur réel et par une analyse de l’influence des incertitudes
Transports have been developed for past few years. This major development has been followed by growing concern for the environment respect. Although railway transports present high energy efficiency, they also present environmental nuisances. It is then necessary to include the sustainable development from the moment of conception. It results in the consideration of numerous physical phenomena. Consequently, this PhD Thesis aims to emphasize a conception methodology in respect to the current will of economic and ecological optimisation. Then, a multi-physical model has been developed in order to represent electromagnetic, acoustic and thermal-flow phenomena in an enclosed induction motor of railway traction. In fact, this model is divided into several analytical interacting models. Each model represents a specific physical phenomenon. This work focuses on the thermal-flow model and the losses model, and in particular on the modelling of the iron losses. Although these models are analytical models, they both rely on numerical studies. The multi-physical model has shown to be efficient and to respect the main evolution trends thanks to comparison with experimental results and analysis of the uncertainties influence

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Tan, Wenhua. "Modélisation et Conception des Composants Passifs Planar pour Filtres CEM." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00776515.

Full text

Abstract:

Les composants magnétiques en technologie planar répondent aux exigences actuelles de l'Electronique de Puissance (EP), à savoir la montée en fréquence de commutation des structures d'EP et la réduction du volume des convertisseurs. La première tendance impose des contraintes fortes en termes de compatibilité électromagnétique (CEM) des équipements. Ces dernières doivent être prises en compte par les ingénieurs dès la phase conception des convertisseurs en se basant sur des modèles fiables, peu développés pour les composants planar dans la littérature scientifique. Ce travail de thèse porte ainsi sur la modélisation des composants planar pour applications aux filtres CEM. Différentes méthodes sont développées au cours de cette thèse pour arriver à évaluer de manière fine les éléments parasites des inductances planar de mode commun : capacités parasites et inductances de fuite. Une partie du travail a porté sur la modélisation par circuits équivalents du comportement fréquentiel des inductances de MC. Une approche automatisée, basée sur un algorithme de fitting a ainsi été développée pour élaborer des circuits équivalents fiables et robustes. Des approches analytiques (Décomposition du Champ Electrique) et semi-analytiques (Fonctions de Green) ont aussi été proposées pour évaluer les valeurs des éléments parasites. La dernière partie de la thèse est plus orientée conception, avec la réalisation de deux structures de composants innovantes, la première se basant sur une technique de compensation des capacités parasites à l'aide d'éléments parasites structuraux et la seconde sur l'association de deux noyaux magnétiques, possédant matériaux et géométries différentes

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

Sence, Johann. "Contribution au co-design et à la co-intégration de réseaux d’antennes actives multi-bandes pour systèmes de radionavigation par satellite." Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0087.

Full text

Abstract:

Ce travail de thèse s’inscrit dans le contexte actuel d’une très forte augmentation de la densité d’intégration des systèmes électroniques pour les équipements de communications, de localisation ou de surveillance. Le déploiement de ces systèmes doit aussi répondre à une demande croissante de flexibilité en termes de fréquences, de puissance ou de couverture. La flexibilité en fréquence peut être simultanée avec des dispositifs multi-bandes ou sélective par reconfiguration de la bande de fréquence. La flexibilité en puissance permet de minimiser la consommation du système et la flexibilité de couverture d’orienter le faisceau vers la cible afin d’optimiser le bilan de liaison ou au contraire se protéger d’une source de bruit. L’augmentation de l’efficacité et de la compacité passe par le regroupement de fonctions élémentaires (LNA/filtre/antenne) qui permet de réduire les étages d’interconnexion et de prendre en compte les interactions entre les différents éléments. L’objectif premier de ce projet est donc de développer une méthodologie de conception conjointe de l’antenne et des circuits associés (filtres et LNA) pour atteindre des performances (rayonnement, efficacité, etc.) optimales avec un dispositif intégré et compact
This work takesplace in the context of developingelectronic systems for communications equipment, localization or monitoringequipment with a high integration density. The deployment of these systems must also meet a growing demand for flexibility in terms of frequencies, power or coverage. The frequency flexibility can be simultaneous with multiband devices or selective by reconfiguring the frequency band. The power flexibility enables to minimize consumption of the system and the coverage flexibility to direct the beam to the target to optimize the budget link or otherwise protect a source of noise. The increase in efficiency and compactness passes through the combination of elementary functions (LNA / filter / antenna) that reduces interconnect floors and considering the interactions between the different elements. The primary objective of this project is to develop a co-design methodology of the antenna with the associated circuits (filters and LNA) to achieve optimal performances (radiation,efficiency, ...) with an integrated and compact device

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

Mihaila, Vasile. "Nouvelle conception des bobinages statoriques des machines à courant alternatif pour réduire les effets négatifs des dV/dt." Thesis, Artois, 2011. http://www.theses.fr/2011ARTO0212/document.

Full text

Abstract:

L’émergence du concept d’un avion plus électrique implique une refonte en profondeur des réseaux embarqués. L’axe principalement développé repose sur une augmentation de la tension du réseau et un passage au bus continu. Le contrôle des actionneurs électriques embarqués passe alors par l’utilisation massive de convertisseurs électroniques qui vont imposer des fronts de tension très raides et des contraintes particulières aux enroulements des machines. Les oscillations pseudopériodiques qui suivent ces fronts raides sont à l’origine de champs électriques intenses qui peuvent dépasser le seuil d’apparition des décharges partielles (PDIV) et de ce fait provoquer une dégradation rapide des isolants classiques qui sont à base de polymères. Le travail effectué dans cette thèse est centré sur l’étude d’une nouvelle méthode de conception des bobinages permettant la réduction des problèmes de décharges partielles. Un dispositif expérimental mis au point dans ce cadre reproduit les contraintes imposées par des convertisseurs modernes et permet de mesurer les tensions inter-spires d’une bobine. L’étude expérimentale met en évidence les phénomènes àprendre en compte avec ce type d’alimentation et donne une première idée des axes d’optimisation envisageables. Un modèle prédictif capable de donner la distribution des tensions inter-spires, en réponse à un front raide de tension, aide à identifier les points critiques. Les paramètres constitutifs de ce modèle ont été déterminés en utilisant des méthodes analytiques, expérimentales et numériques. Compte tenu de la complexité du modèle, un outil numérique automatisé a été élaboré afin de simuler le modèle des bobines étudiées. Plusieurs types de bobinage ont été analysés et optimisés avec succès. Cette optimisation consiste à diminuer la tension inter-spires en agissant sur l’arrangement des fils dans les encoches. L’utilisation des bobines optimisées avec cette méthode permet d’envisager une nette amélioration de la fiabilité des machines électriques
The emergence of the concept of a more electric aircraft requires a major overhaul of onboard grid. The main developed axis is based on an increase in the grid voltage and a switch to DC bus. In this context, the onboard electric actuators are supplied through power electronic converters that will impose very fast voltage fronts and particular constraints in the windings of the machines. The transient over-voltages that follow the steep-fronted pulses are the source of intense electric fields which may exceed the partial discharge inception voltage (PDIV) and cause a rapid deterioration of polymer based insulators. This thesis focuses on the study of a new design method of the windings in order to reduce problems of partial discharges. An experimental device developed in this framework reproduces the constraints of modern converters and allows measuring the turn-to-turn voltages of a coil. The experimental study shows the phenomena to be considered with this type of power supply and gives an idea of possible areas for optimization. A predictive model able to give the distribution of turn-to-turn voltages, in response to a steep-fronted voltage, helps to identify critical points. The constitutive parameters of this model were determined using analytical, experimental and numerical methods. Given the complexity of the model, an automated numerical tool has been developed in order to simulate the model of studied coils. Several types of coil have been analyzed and optimized successfully. This optimization consists in reducing the turn-to-turn voltages by acting on the arrangement of the wires in the slots. The use of optimized coils with this method allows envisaging a significantimprovement in the reliability of electrical machines

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

Rossi, Mathieu. "Conception optimale et multi-physique de composants passifs de puissance exploités dans le domaine ferroviaire." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00917884.

Full text

Abstract:

La tendance actuelle des équipements électriques ferroviaires est une concentration de matériels dans des volumes de plus en plus faibles et pour des puissances de plus en plus élevées. Ce progrès est permis par des composants à fort rendement (IGBT) qui ont la caractéristique de générer des pertes harmoniques importantes dans les composants magnétiques, provoquant du bruit à forte composante tonale. En conséquence, les cahiers des charges deviennent de plus en plus drastiques et augmente la difficulté de conception optimale des transformateurs. C'est pourquoi il est nécessaire de développer des modèles multi-physiques afin d'intégrer les différents phénomènes tels que la thermique, le bruit ou les effets de la PWM. Cette thèse porte plus précisément sur le dimensionnement optimal des transformateurs et inductances présent dans les convertisseurs auxiliaires ferroviaires. L'intérêt de la mise en place une boucle d'optimisation sur un modèle multi-physique est montrée. Pour cela il est important de développer des modèles comportent un bon compromis entre le temps de calcul et la précision. Dans cette thèse seule les composants magnétiques refroidis par une ventilation forcée sont étudiés. Un modèle thermique 3D semi-analytique couplé avec un modèle électromagnétique est utilisé. Le choix de l'optimiseur s'est porté sur l'algorithme NSGA-II permettant d'effectuer des optimisations multi-objectifs (poids et pertes) en incluant des contraintes thermiques. Pour finir une étude de sensibilité est effectuée grâce à une méthode de plan d'expérience afin de juger de la robustesse des solutions optimales

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

Aissi, Mohammed. "Conception de circuits WLAN 5 GHZ à résonateurs BAW-FBAR intégrés : oscillateurs et amplificateurs filtrants." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00127363.

Full text

Abstract:

Les travaux de recherche présentés dans cette thèse consistent principalement en la conception de fonctions intégrées radiofréquences BiCMOS SiGe exploitant des résonateurs à ondes acoustiques de volume FBAR. Contrairement aux techniques actuelles rencontrées dans l'industrie qui consistent à réaliser des filtres et des résonateurs discrets et à les associer par la suite avec les circuits actifs des émetteurs-récepteurs au niveau du boîtier, nos résonateurs sont directement réalisés sur le substrat silicium des circuits actifs RF par une technique appelée intégration " above-IC ". Avec cette méthode d'intégration, les parasites et la modélisation associés aux microsoudures (Wire Bonding) sont éliminés. Elle permet aussi de se passer des circuits d'interface et d'adaptation nécessaires dans le cas de filtres RF discrets. Ceci permet de réduire considérablement la consommation et le volume des systèmes. Des amplificateurs faible bruit filtrants et des oscillateurs visant le standard WLAN IEEE 802.11a ont ainsi été implantés en utilisant cette technique d'intégration "above IC". Les circuits obtenus sont très compacts, et leurs performances, notamment celles des oscillateurs, sont à l'état de l'art. Par ailleurs, des amplificateurs faible bruit et des VCO LC SiGe intégrés pour application WLAN 5GHz sont également présentés et leurs techniques d'optimisation sont données.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Buzila, Petronela-Valeria. "Gestion énergétique optimale des installations fixes de traction électrique ferroviaire hybrides." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10084/document.

Full text

Abstract:

La croissance du trafic ferroviaire prévue dans les années à venir pousse les acteurs du système d'électrification ferroviaire à chercher des solutions innovantes leur permettant d'assurer la consommation d’énergie qui y est liée. Une des solutions concerne l'intégration de moyens de production décentralisés et des systèmes de stockage d'énergie dans les installations fixes de traction électrique (IFTE). Dans cette évolution, la thèse vise à contribuer à la conception d'un outil de dimensionnement et de gestion énergétique intelligente des IFTE hybrides (IFTEH). La première partie décrit une méthodologie de conception technico-économique d’IFTEH. A partir d'une architecture générique d'IFTEH, une démarche d'optimisation sur cycle des variables dimensionnelles, mais également des variables de commandes du système de pilotage est proposée. La modélisation en flux d'énergie de l'IFTEH permet ensuite d’appliquer la méthodologie d’optimisation sur un cas d’étude et de comparer plusieurs scénarios d’optimisation. Après le dimensionnement de l'IFTEH, une méthodologie de gestion énergétique est développée afin de répondre aux objectifs énergétiques, économiques et environnementales, à différents horizons temporels de supervision d'IFTEH. Plusieurs scénarios de gestion sont évalués en simulation à travers des indicateurs de performance représentatifs des gains du système. Une étude d’optimisation des paramètres de supervision apporte des réponses concernant l’influence du dimensionnement du système sur la gestion énergétique. Enfin, la robustesse de la supervision énergétique d’IFTEH est analysée lors de la validation expérimentale à l’échelle de puissance du laboratoire
In railway traffic increasing and electricity market liberalization context, railway actors are determined to consider innovative solutions to handle the increasing energy demand for electrical traction. One of the solution concerns the integration of decentralized production and energy storage systems in the railway power substations (RPS). The present research work aims to contribute to the design of a sizing and intelligent energy management tool for the hybrid RPS (HRPS). In the first part of the dissertation, a methodology for the techno-economical design of the HRPS is described. From a HRPS generic architecture, an optimization approach is proposed by considering cycles of dimensional and system control variables. Furthermore, an energy flow model permits to apply the optimization methodology on a study case and to compare different optimization scenarios in order to analyze the sizing and optimal planning of electrical sources and loads for a typical day. After sizing the HRPS, an energy management methodology is developed in order to achieve energy, economic and environmental objectives at different time levels of HRPS supervision. Several energy management scenarios are evaluated in simulation through adapted system gain indicators. An optimization study of the supervision parameters provides additional answers concerning the influence of the system design on its management strategy. Eventually, the HRPS energy management robustness is analyzed during an experimental setup phase at laboratory power scale

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Kreuawan, Sangkla. "Modelling and optimal design in railway applications." Ecole Centrale de Lille, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/38/48/43/PDF/Thesis_SKreuawan_v16052009.pdf.

Full text

Abstract:

La conception systémique optimale de composant électrotechnique est abordée dans cette thèse. Nous avons choisi comme exemple représentatif d'un système complexe une chaîne de traction électrique. La démarche et les outils sont mis en œuvre sur deux applications: la conception d'un moteur de traction et la conception simultanée de plusieurs composants clés. Pour la conception d'un moteur de traction, le cycle de fonctionnement et le comportement thermique transitoire sont primordiaux. La bonne adaptation du moteur à sa mission permet d'en réduire considérablement sa masse. L'approche multidisciplinaire est utilisée pour gérer les interactions entre modèles de disciplines différentes au sein d'un même processus d'optimisation. Le temps d'optimisation peut être réduit grâce à la répartition des taches par domaine physique et d'en paralléliser l'exécution. Des optimisations multi objectif ont également été appliquées. Des fronts de Pareto sont obtenus malgré les difficultés soulevées par la nécessité d'utiliser un modèle précis mais coûteux, le modèle éléments finis. L'approche décomposition hiérarchique de la méthode Target Cascading est appliquée au problème de conception de la chaîne de traction. Le système et ses composants sont conçus simultanément. Cette méthode est bien adaptée pour appliquer la démarche de conception optimale à des systèmes complexes, tout en respectant l'organisation par produit de l'entreprise
The design of traction system is a complex task, which needs experts from various fields. Train manufacturers can manage this complexity and produce high performance rolling stock materials. However, any improvement in design methodology can lead to competitive advantage in a global market. This thesis focuses on the optimal design methodology of complex system such as a railway traction system. The design process and tools are demonstrated via two applications: the design of a traction motor and the concurrent design of several key components. The load cycle and transient thermal behaviour are essential in the design of traction motor. The adaptation of motor to its load cycle allows light-weight motor. The multidisciplinary design optimization approach is used to manage interactions between various discipline's models in the optimization process. The optimization time can be decreased through a task distribution and a parallel computing. The multiobjective design optimizations are also applied. Pareto fronts are obtained despite the difficulty in using the high fidelity but expensive in computation time such as Finite Element Analysis model. The hierarchical decomposition approach: Target Cascading method is applied to the traction system design problem. The system and components are designed simultaneously. This method is suitable for implementing the complex system optimal design process while respecting company’s product development structure

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

32

Werner, Quentin. "Model-based optimization of electrical system in the early development stage of hybrid drivetrains." Thesis, Université de Lorraine, 2017. http://www.theses.fr/2017LORR0109.

Full text

Abstract:

Cette thèse analyse les challenges auxquels sont confrontés les composants électriques pour les systèmes de traction hybrides. L’analyse de ces composants et de leurs interactions en tant qu’entité indépendante est un sujet de recherche important afin de dimensionner de manière optimale le système au lieu de combiner des composants optimaux. Les véhicules hybrides sont un domaine de recherche qui suscite un grand intérêt parce qu’il s’agit d’une solution efficace à court terme afin de préparer la transition énergétique vers les véhicules à zéro émission. Malgré les avantages de cette solution, c’est un sujet de recherche complexe car les composants électriques doivent être intégrés dans un système de propulsion conventionnel. Ainsi le but de ce travail de recherche est axé sur la détermination de méthodes appropriées pour étudier les composants électriques et les contributions apportées par cette thèse visent à répondre à la problématique suivante : déterminer le niveau suffisant de détails pour modéliser les systèmes électriques pour les systèmes de traction pour véhicules hybrides afin d’identifier le dimensionnement idéal des composants pour différents systèmes pendant la phase de développement. Afin de résoudre cette problématique, ce rapport est divisé en quatre parties au sein de six chapitres. D’abord l’état de l’art des véhicules hybrides, des composants électriques ainsi que des méthodes d’optimisation associées sont présentés (chapitre 1). Ensuite, pour chaque composant (chapitre 2 à 4), des méthodes de modélisation appropriées sont déterminées afin de les modéliser mais aussi afin d’évaluer leur intégration dans le système de propulsion. Puis, une solution pour l’étude du système globale est déterminée à partir de l’analyse de travaux précédents (chapitre 5). Finalement, une approche d’optimisation est développée et permet d’analyser différents systèmes ainsi que l’influence de différents paramètres sur le dimensionnement (chapitre 6). Grâce à l’analyse du développement actuel et des travaux précédents sur le sujet ainsi qu’au développement d’outils de simulation, cette thèse étudie et analyse les relations entre le niveau de tension et de courant, et les performances du système dans différents cas. Les résultats permettent de déterminer l’influence de ces paramètres sur les composants ainsi que l’impact de l’environnement industriel sur les résultats. En tenant compte du cadre législatif actuel, les résultats convergent globalement tous dans la même direction : une réduction du niveau de tension, respectivement une augmentation du courant, entraine une amélioration du système global par rapport aux méthodes de dimensionnent actuelles. Ces observations sont liées à l’architecture, au cycle d’évaluation et à l’environnement considérés mais les méthodes et l’approche développée ont posé les bases pour étendre les connaissances dans le domaine de l’optimisation des véhicules hybrides. En plus de l’optimisation générale, des cas particuliers sont analysés afin de montrer la modularité des méthodes et l’influence de paramètres supplémentaires (système 48V ou convertisseur Boost). Afin de conclure, cette thèse a mis en place les bases pour l’étude des composants électriques pour les véhicules hybrides. De part un environnement fluctuant et les nombreuses technologies possibles, ce sujet suscite encore un grand intérêt et les points suivants peuvent être encore étudiés de manière plus détaillée : * Application des méthodes pour d’autres systèmes de propulsion (autre architectures hybrides, véhicule à pile à combustible ou tout électrique), * Étude de nouvelles technologies comme le carbure de silicium pour l’électronique de puissance, la machine à reluctance variable ou le sulfure de lithium pour les batteries, * Analyse d’autre cycle d’évaluation ainsi que leur cadre législatif, * Mise en place de structures additionnelles pour l’électronique de puissance, * Validations supplémentaires avec d’autres composants
This work analyses the challenges faced by the electric components for traction purpose in hybrid drivetrains. It investigates the components and their interactions as an independent entity in order to refine the scope of investigation and to find the best combinations of components instead of the best components combinations. Hybrid vehicle is currently a topic of high interest because it stands for a suitable short-term solution towards zero emission vehicle. Despite its advantages, it is a challenging topic because the components need to be integrated in a conventional drivetrain architecture. Therefore, the focus of this work is set on the determination of the right methods to investigate only the electric components for traction purpose. The aim and the contributions of this work lies thereby in the resolution of the following statement: Determine the sufficient level of details in modeling electric components at the system level and develop models and tools to perform dynamic simulations of these components and their interactions in a global system analysis to identify ideal designs of various drivetrain electric components during the design process. To address these challenges, this work is divided in four main parts within six chapters. First the current status of the hybrid vehicle, the electric components and the associated optimization methods and simulation are presented (first chapter). Then for each component, the right modeling approach is defined in order to investigate the electrical, mechanical and thermal behavior of the components as well as methods to evaluate their integration in the drivetrain (second to fourth chapter). After this, a suitable method is defined to evaluate the global system and to investigate the interactions between the components based on the review of relevant previous works (chapter five). Finally, the last chapter presents the optimization approach considered in this work and the results by analyzing different system and cases (chapter six). Thanks to the analysis of the current status, previous works and the development of the simulations tools, this work investigates the relationships between the voltage, the current and the power in different cases. The results enable, under the considered assumptions of the work, to determine the influence of these parameters on the components and of the industrial environment on the optimization results. Considering the current legislative frame, all the results converge toward the same observation referred to the reference systems: a reduction of the voltage and an increase of the current leads to an improvement of the integration and the performance of the system. These observations are linked with the considered architecture, driving cycle and development environment but the developed methods and approaches have set the basis to extend the knowledge for the optimization of the electric system for traction purpose. Beside the main optimization, special cases are investigated to show the influence of additional parameters (increase of the power, 48V-system, machine technology, boost-converter…) In order to conclude, this work have set the basis for further investigations about the electric components for traction purpose in more electrified vehicle. Due to the constantly changing environment, the new technologies and the various legislative frame, this topic remains of high interest and the following challenges still need to be deeper investigated: * Application of the methods for other drivetrain architecture (series hybrid, power-split hybrid, fuel-cell vehicle, full electric vehicle), * Investigation of new technologies such as silicon-carbide for the power electronics, lithium–sulfur battery or switch reluctance machine, * Investigation of other driving cycle, legislative frame, * Integration of additional power electronics structure, * Further validation of the modeling approaches with additional components

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

33

Galaï, Dol Lilia. "Alimentation et commande de drivers à très forte isolation galvanique pour des convertisseurs multi-niveaux dédiés à la traction ferroviaire." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014DENS0002/document.

Full text

Abstract:

Ce projet fait l’objet d’une collaboration entre l’équipe EPI du laboratoire SATIE de l’ENS Cachan, le laboratoire LAPLACE et ALSTOM Transport dans le cadre du projet ANR « CONCIGI HT ». Les recherches dans le domaine du ferroviaire visent à réduire toujours plus la taille et le poids de la chaine de traction. Aujourd’hui, la volonté de poursuivre la réduction des temps de parcours est complétée par le souhait de diminuer la puissance consommée, ceci ayant des conséquences importantes sur la conception des chaines de traction. L’objectif de ce projet est de remplacer certaines parties de la chaine de puissance d’une locomotive par des systèmes permettant de diminuer de 30% leur encombrement, donc de diminuer jusqu’à 8,5 % l’énergie électrique consommée et augmenter le nombre de passagers transportés. Le travail présenté dans cette thèse porte sur le dimensionnement et l’étude de l’alimentation des allumeurs de semi-conducteurs SiC HT (pouvant atteindre un transitoire de 10 kV). La particularité de ces semi-conducteurs est leur application : ils constituent des convertisseurs multi-niveaux dont la fonction est de remplacer les transformateurs 25 kV/3 kV-50 Hz actuellement utilisés pour la traction ferroviaire. La principale contrainte porte donc sur la tenue diélectrique qui atteint un maximum de 60 kV liée aux transitoires présents sur la caténaire. Une alimentation à double isolation galvanique (DGIT-Double Galvanic Insulation Transformer) a donc été développée afin de répondre à la nécessité de double tenue diélectrique (10 kV et 60 kV). Dans un premier temps une structure permettant la double isolation galvanique a été développée avec l’objectif de réduire au maximum sa taille et son poids. Sa disposition spatiale et sa géométrique ont également été pris en considération (ainsi que de nombreux paramètre à la fois pertinents et contradictoires). Ceci afin d’obtenir le système optimal et une répartition des capacités de mode commun et différentiel respectant la forte tenue diélectrique. Dans un second temps une étude de l’alimentation adaptée au DGIT a été réalisée et testée. L’association du DGIT qui est un élément très inductif, de la charge qui est un driver à faible puissance et de l’aspect multi-niveau implique un fonctionnement atypique. Pour chacune de ces parties, une étude structurelle, fréquentielle et électrique a été réalisée afin d’obtenir un dispositif optimal du point de vue du volume, du poids et des pertes, tout en respectant la principale contrainte de la tenue à la THT (Très Haute Tension). Enfin, dans un troisième temps nous avons étudié la possibilité de remplacer les fibres optiques utilisées de nos jours pour la commande des allumeurs par un système basé sur la transmission par radio fréquence
This project is the result of collaboration between the EPI team of the SATIE laboratory at ENS Cachan, the LAPLACE laboratory and ALSTOM Transport in the ANR "CONCIGI HT" project. Research in the railway traction area aims to reduce the increasing size and weight of the power train. Today, the desire to reduce travel time is complemented by the desire to reduce power consumption- it is an important information for the design of traction chains. The objective of this project is to replace parts of the locomotive power supply systems to reduce their size by 30%, thus to reduce the power consumption and increase by 8.5% the number of passengers. The work presented in this thesis focuses on the design and study of the drivers power supply for HV SiC semiconductor (up to a 10 kV transient voltage). The peculiarity of these semiconductors is their application: they are placed in multi-level converters in order to replace the 25 kV / 3 kV, 50 Hz transformers currently used for rail traction. The main constraint is the dielectric strength that reaches a maximum of 60 kV due to transient present on the catenary. So, the Double Galvanic Insulation Transformer (DGIT) has been developed to adapt to the need of holding dual dielectric (10 kV and 60 kV). In a first step, a structure for the dual galvanic insulation has been developed with the objective to minimize its size and weight. Its spatial and geometrical arrangements were also taken into account (as well as many parameters both relevant and contradictory), in order to obtain the optimal system and common and differential mode distributed capacities observing the high dielectric strength. In a second step a study of the DGIT adapted power supply has been completed and tested. The combination of DGIT inductive behavior, the driver low power and the multi-level aspect, involves an atypical work of this power supply converter. For each of these parts, a structural, frequencial and electrical study was performed in order to achieve the maximum optimal device in terms of volume, weight and loss, with respect to the main constraint of VHV (Very High Voltage). Finally, in a third step we studied the possibility of subtituing the optical fibers currently used for the control of lighters with a system based on radio-frequency transmission

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

34

Fedida, Vincent. "Etude des défauts des machines électriques tournantes par analyse du champ magnétique de fuite : Application au diagnostic de machines de faibles puissances dans un contexte de production en grande série." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT023.

Full text

Abstract:

Diagnostiquer et identifier des défauts dans des machines électriques (moteur asynchrone monophasé à condensateur en priorité) à l'aide de mesures sur le champs électromagnétiques et acoustiques
Diagnostic and identification of defaults providing in electrical machines (mainly single phased asynchrone motors) by stray flux measurement

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

35

Zeaiter, Amal. "Thermal Modeling and Cooling of Electric Motors : Application to the Propulsion of Hybrid Aircraft Thermal Sensitivity Analysis of a High Power Density Electric Motor for Aeronautical Application Numerical Approach to Determining Windings’ Thermal Conductivity Electro-thermal Models and Design Approach for High Specific Power Electric Motor for Hybrid Aircraft Determination of electric motor losses and critical temperatures through an inverse approach." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2020. http://www.theses.fr/2020ESMA0015.

Full text

Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la modélisation thermique de moteurs électriques de forte densité de puissance. Le but est de trouver les techniques de refroidissement efficaces et adaptées aux moteurs conçus pour application à la propulsion de l’avion hybride du futur. Deux cibles de densité de puissance, 5 kW/kg pour le court terme (année 2025) et 10 kW/kg pour le long terme (année 2035), sont abordées avec leurs propres exigences. Les moteurs électriques étudiés sont de type synchrone à aimants permanents montés en surface du rotor. Ce type de moteur est caractérisé par un rendement élevé et contraint par les températures maximales admissibles relativement faibles de son bobinage et de ses aimants. Une fois atteintes, ces valeurs de température entraînent le dysfonctionnement du moteur ou la limitation de sa durée de vie. En outre, avec un design fermé imposé et des densités élevées de flux de chaleur dissipées dans la machine, une optimisation du refroidissement est incontournable.Pour se familiariser avec le problème, un état de l’art détaillé sur le refroidissement des machines électriques est réalisé. En conséquence, les différentes techniques utilisées et les avancements technologiques récents sont analysés vis-à-vis de notre cas d’application. Ensuite, afin de prédire le comportement thermique du moteur et d’assurer le suivi des températures critiques (surtout au bobinage et aux aimants), un modèle nodal transitoire est mis en place et résolu sous Matlab. Ce dernier est construit en considérant l’intégralité du système moteur avec son circuit de refroidissement. Les conditions externes liées à l’environnement sont prises en compte, en particulier la variation de la température d’air extérieur en fonction de l’altitude et le profil de mission de vol de l’avion. En effet, les pertes dans le moteur, qui constituent les sources de chaleur, varient en fonction de la puissance pendant le vol. Afin d’identifier précisément les paramètres intrinsèques du modèle, une étude par éléments finis a été menée et des corrélations permettant l’estimation de la conductivité thermique du bobinage en sont déduites par interpolation polynomiale. Plusieurs études ont ensuite été menées concernant l’influence des propriétés thermophysiques, de la température extérieure, de la nature du liquide de refroidissement, de son débit ainsi que la surface extérieure de l’échangeur sur les réponses en température du modèle. Plusieurs designs du moteur sont étudiés grâce à ce modèle afin de proposer des solutions de refroidissement adaptées. Pour chacune des cibles, une configuration optimale du moteur avec son système de refroidissement a été adoptée.Par ailleurs, les pertes électromagnétiques et mécaniques étant difficiles à estimer dans ces machines, un chapitre est consacré à leur identification par résolution d’un problème inverse. La technique est séquentielle et utilise la spécification de fonction de Beck comme méthode de régularisation. Trois cas, de complexité croissante, sont étudiés et montrent la fiabilité de la méthode qui permet également d’estimer les températures inaccessibles dans le moteur. C’est finalement ce modèle nodal à faible nombre de degré de liberté qui nous permet d’assurer, en temps réel, le suivi des points chauds
The concern of this thesis is the thermal modeling of high-specific power electric motors. The aim is to allow finding the efficient and adequate cooling solutions of the motors designed for hybrid aircraft propulsion application. Two specific power values, 5 kW/kg for the short-term (year 2025) and 10 kW/kg for the long-term (year 2035), are targeted, each with specific requirements. The investigated type of electric motors is the synchronous machine with surface-mounted permanent magnets. This motor type is constrained by relatively low values of maximum allowed temperatures in windings and magnets. Once reached, these temperature values lead to a failure in motor operation or at least to shortening its lifetime. Moreover, with a closed motor design and high heat fluxes generated, the optimization of the cooling is essential.To become acquainted with the issue, a detailed state of the art on electric machine cooling is elaborated. Then, the commonly used techniques and the recent technological advancements are analyzed with respect to our case study. Afterward, in order to predict motor thermal behavior and ensure the monitoring of critical temperatures (windings and magnets), a nodal transient model is implemented and solved on Matlab software. This latter is built for the whole system of the motor and cooling circuit. Specific conditions of the flight are taken into account, particularly the outside air temperature variation in terms of altitude and the flight mission profile. Actually, the motor losses, generating the heat in the machine, vary depending on the motor power during the mission. For the identification of crucial parameters, a Finite-Element study was conducted and corresponding correlations were elaborated to estimate the windings thermal conductivity through polynomial interpolation.Several studies were carried out involving the influence of the thermo-physical properties, the outside temperature, the coolant nature, its flow rate as well as the exchanger surface, on the temperature response of the model. This model has allowed studying several motor designs and proposing adequate cooling solutions. For each target, a final optimal configuration of the motor with its cooling system was adopted.Besides, since the electromagnetic and mechanical losses are hardly estimated in this machine type, a chapter was dedicated to identifying them through an inverse approach. A sequential technique, that uses Beck’s function specification for regularization, was developed. Three cases of unknown losses, with increasing complexity, were studied, proving the method's reliability. Finally, using the same developed low-order model, the real-time procedure also allows monitoring low-accessibility motor temperatures (specifically hot spots)

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

36

Camperi-Ginestet, Christophe. "Optimisation de l'intégration des composants optoélectroniques en films minces séparés du substrat de croissance par la technique du lift-off." Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0036.

Full text

Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le souci de developpement d'une nouvelle technique d'integration de composes optoelectroniques avec des supports arbitraires. L'auteur s'est efforce de demontrer la fiabilite d'une nouvelle technique d'integration qu'il a developpee, et par la suite l'utilisation de celle-ci pour la demonstration de nouveaux systemes de communication a trois dimensions. Nous avons etudie les interconnexions optiques inter-planaires et la reduction des interconnexions electriques entre les circuits processeurs et les composants optoelectroniques, les interconnexions electriques conventionnelles limitant les performances des systemes du fait de leurs hautes capacites et de la surface qu'elles necessitent. Pour la demonstration de ces types de systemes, nous avons developpe une technique de separation des couches epitaxiees formant le composant de leurs substrats. Ceci nous permet une optimisation independante des composants et des circuits, et la demonstration de composants separes de leur substrat ayant des performances superieures aux memes structures sur substrat. Le developpement et l'association de ces architectures avec ces composes nous permettent de presenter des systemes en trois dimensions evoluant vers des systemes cubiques

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

37

Collin, Philippe. "Design, taking into account the partial discharges phenomena, of the electrical insulation system (EIS) of high power electrical motors for hybrid electric propulsion of future regional aircrafts." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30116.

Full text

Abstract:

La réduction des émissions de CO2 est un enjeu majeur pour l'Europe dans les années à venir. Les transports sont aujourd'hui à l'origine de 24% des émissions globales de CO2. L'aviation ne représente que 2% des émissions globales de CO2. Cependant, le trafic aérien est en pleine expansion et, déjà, des inquiétudes apparaissent. A titre d'exemple, en Suède, depuis les années 1990, les émissions de CO2 dues au trafic aérien ont augmenté de 61%. Ce constat explique l'apparition du mouvement "Flygskam" qui se repend dans de plus en plus de pays Européen. C'est dans ce contexte que l'Union Européenne a lancé en septembre 2016 le projet Hybrid Aircraft Academic research on Thermal and Electrical Components and Systems (HASTECS). Le consortium regroupe différents laboratoires et Airbus. Ce projet s'inscrit dans le programme "Clean Sky 2" qui vise à développer une aviation plus verte. L'objectif ambitieux est de réduire de 20% les émissions de CO2 et le bruit produits par les avions d'ici 2025. Pour cela, le consortium étudie une architecture hybride de type série. La propulsion est assurée par des moteurs électriques. Deux cibles ont été définies. En 2025, les moteurs doivent atteindre une densité de puissance de 5kW/kg, système de refroidissement inclus. En 2035, la densité de puissance des moteurs sera doublée pour atteindre 10kW/kg. Pour atteindre ces cibles, le niveau de tension sera considérablement augmenté, au-delà du kilovolt. Le risque de décharges électriques dans les stators des moteurs électriques est considérablement accru. L'objectif de cette thèse est de mettre au point un outil d'aide au design du Système d'Isolation Electrique (SIE) primaire du stator de moteur électrique piloté par convertisseur. Elle est découpée en cinq parties. La première partie commence par préciser les enjeux et défis d'une aviation plus verte. Le SIE du stator de moteur électrique est développé. Enfin, les contraintes qui s'appliquent sur le SIE dans l'environnement aéronautique sont identifiées. La deuxième partie présente les différents types de décharges électriques que l'on peut retrouver. Le principal risque vient des Décharges Partielles (DP) qui détériorent peu à peu le SIE. Le principal mécanisme pour expliquer l'apparition des DP est l'avalanche électronique. Le critère de Paschen permet d'évaluer le Seuil d'Apparition des Décharges Partielles (SADP). Différentes techniques permettent de détecter et mesurer l'activité des DP. Des modèles numériques permettent d'évaluer le SADP. La troisième partie présente une méthode originale pour déterminer les lignes de champ électrique dans un problème électrostatique. Elle n'utilise qu'une formulation en potentiel scalaire. La quatrième partie présente une étude expérimentale pour établir une correction du critère de Paschen. Un bobinage de moteur électrique est très loin des hypothèses dans lesquelles ce critère a été originellement défini. Enfin, la cinquième partie est consacrée à l'élaboration de l'outil d'aide au design du SIE. Des abaques sont construites afin de fournir des recommandations sur le dimensionnement des différents isolants dans une encoche de stator. Une réduction du SADP due à une variation combinée de la température et de la pression est prise en compte
Reducing CO2 emissions is a major challenge for Europe in the years to come. Nowadays, transport is the source of 24% of global CO2 emissions. Aviation accounts for only 2% of global CO2 emissions. However, air traffic is booming and concerns are emerging. For instance, CO2 emissions from air traffic have increased by 61% in Sweden since the 1990s. This explains the emergence of the "Flygskam" movement which is spreading in more and more European countries. It is in this context that the European Union launched in September 2016 the project Hybrid Aircraft Academic research on Thermal and Electrical Components and Systems (HASTECS). The consortium brings together different laboratories and Airbus. This project is part of the program "Clean Sky 2" which aims to develop a greener aviation. The ambitious goal is to reduce CO2 emissions and the noise produced by aircraft by 20% by 2025. To do that, the consortium is studying a serial hybrid architecture. Propulsion is provided by electric motors. Two targets are defined. In 2025, the engines must reach a power density of 5kW/kg, including the cooling system. In 2035, the power density of the engines will be doubled to reach 10kW/kg. To reach these targets, the voltage level will be considerably increased, beyond one kilovolt. The risk of electric discharges in the stators of electric motors is considerably increased. The objective of this thesis is to develop a tool to assist in the design of the primary Electrical Insulation System (EIS) of the stator of an electric motor controlled by a converter. It is organized in 5 parts. The first part begins by clarifying the issues and challenges of a greener aviation. The electric motor stator EIS is developed. Finally, the constraints that apply to the EIS in the aeronautical environment are identified. The second part presents the different types of electric discharges that can be found. The main risk comes from Partial Discharges (PD) which gradually deteriorate the EIS. The main mechanism for explaining the appearance of PD is the electronic avalanche. The Paschen criterion makes it possible to evaluate the Partial Discharge Inception Voltage (PDIV). Different techniques are used to detect and measure the activity of PD. Numerical models are used to evaluate the PDIV. The third part presents an original method for determining the electric field lines in an electrostatic problem. It only uses a scalar potential formulation. The fourth part presents an experimental study to establish a correction of the Paschen criterion. An electric motor winding is very far from the hypotheses in which this criterion was originally defined. Finally, the fifth part is devoted to the development of the SIE design aid tool. Graphs are generated to provide recommendations on the sizing of the various insulators in a stator slot. A reduction in the PDIV due to a combined variation in temperature and pressure is taken into account

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

38

Assaad, Bassel. "Contribution à la prise en compte des aspects thermiques des machines électriques dans un environnement mécatronique." Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2251/document.

Full text

Abstract:

Les machines électriques jouent un rôle très important dans la conversion d'énergie dans plusieurs applications et domaines. Les contraintes thermiques jouent ainsi un rôle indispensable dans la conception des machines électriques de plus en plus petites et performantes. En effet, la performance des machines électriques est limitée par les températures maximales admissibles dans certaines zones critiques telles que le bobinage, les aimants permanents et les roulements. Deux approches principales peuvent être utilisées pour étudier le comportement thermique de la machine: la méthode nodale ou le circuit à constantes localisées ou les modèles numériques. Dans notre étude, nous proposons d'appliquer la méthode nodale sur une machine électrique intégrée dans un environnement mécatronique complexe. Le modèle thermique développé de la machine est ainsi présenté avec ses différents éléments. En effet, un modèle précis dépend fortement de plusieurs paramètres thermiques tels que les coefficients d'échange convectif, les conductances de contact, les conductivités équivalentes du bobinage, et autres paramètres. En conséquence, des techniques d'analyse de sensibilité sont ensuite appliquées sur le modèle thermique pour identifier les paramètres d'influence significative sur les températures de la machine ainsi que pour la réduction de ce modèle. Ensuite, nous appliquons deux méthodologies d'identification des paramètres thermiques incertains sont développées et appliquées afin de recaler le modèle thermique de la machine. Cette étape permet la validation de ce modèle par rapport à des mesures thermiques sur une machine synchrone à aimants permanents internes installée sur un banc de caractérisation de machine électriques. Finalement, nous intégrons le modèle recalé dans une approche système mécatronique comportant les lois de commande de la machine ainsi que son convertisseur. Ceci permettra ainsi d'étudier l'influence de la température d'une machine électrique sur le système mécatronique complet
Electric machines play an important role in power conversion in several applications and fields. With the increasing demand for designing lighter and more efficient machines and optimizing the existing structures, thermal analysis becomes a necessary; in fact, the performance of electric machines islimited by the allowable temperatures in many critical components like windings, permanent magnetsand bearings. Two main approaches can be employed in order to study the machine thermal behavior : the lumped parameter thermal network (LPTN) or numerical models. Considering low-computationtime-consuming and the possibility to be integrated in a mechatronics system design, the LPTN method is considered in our study. The latter is mainly applied on electric machine integrated in a complex mechatronics environment. The thermal network is presented along with the definition of the principal elements constituting this network. In fact, an accurate and reliable network strongly depends on many critical parameters like heat transfer coefficients, interface gaps, impregnation goodness, among others. For this reason, different sensitivity analysis techniques are carried out in order to, first, identify the significance of uncertainties in the evaluation of these parameters on machine temperatures and second, to reduce the thermal network. Next, we propose two optimization algorithm-based identification methodologies in order to calibrate results of the thermal network with measured temperatures obtained from a test-bench of a permanent magnet based integrated starter-generator machine. The calibrated model is then integrated in a mechatronics system consisting of an electric model of the electric machine, along with its control strategy and the power converter. This final study allows us to evaluate the impact of the machine temperature rise on the mechatronic system

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

39

Aviles, Thomas. "Etude du dépôt par pulvérisation cathodique des matériaux pour la réalisation de cellules photovoltaïques couche mince à base de CIGS ou CZTS." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10126.

Full text

Abstract:

Ma thèse a permis d’initier l’activité de recherche sur les cellules en couche mince à base de matériaux chalcopyrite et kësterite (CIGS et CZTS) et d’entamer leur réalisation technologique. En intégrant des critères économiques et environnementaux, nous avons défini une stratégie en deux points (i) utilisation de la pulvérisation cathodique comme unique procédé de dépôt pour tous les matériaux et utilisation de cibles uniques pour les matériaux composés. (ii) remplacement des matériaux toxiques et rares. J’ai alors développé le contact arrière en molybdène déposé sur verre sodocalcique, ayant les propriétés électriques requises et une bonne adhésion au substrat. Nous avons vérifié que le sodium présent dans le substrat migre jusqu’à la surface du molybdène. Après une étude bibliographique du dépôt de CIGS par cible unique, j’évalue les avantages et difficultés afférentes à cette méthode. Après une étude bibliographique des méthodes de formation du CZTS et après une étude de pulvérisation de CZTS à partir d’une cible unique, je justifie le choix d’une méthode originale de pulvérisation à partir de trois sources. Je présente ensuite une étude bibliographique évaluant la possibilité de déposer une couche tampon en Zn(O,S) par pulvérisation pour remplacer le CdS déposé par bain chimique. Enfin, après une étude montrant que notre équipement ne permet pas d’obtenir des couches d’AZO ayant les propriétés électriques requises, une étude matériau des couches d’ITO déposées par pulvérisation RF est réalisée. Des couches d’ITO amorphe ayant d’excellentes propriétés électriques et optiques sont obtenues et leur utilisation en tant que fenêtre optique des cellules est proposée
Thin film photovoltaic cells based on CIGS and CZTS materials has been initiated in this work. Environmental and economic issues have been taken into account to define an original strategy. We aim to substitute all the toxic and rare materials by abundant and non-toxic materials. In order to simplify the fabrication process, we also decide to deposit all layers using sputtering technique. The molybdenum back contact has been developed on a soda lime glass (SLG) substrate, with adequate electrical properties and good adhesion to the substrate even after thermal treatments similar to those used during the absorber formation. We have verified the required sodium migration from the SLG substrate to the molybdenum surface. A bibliographic study has been done to evaluate a single-target sputtering method to form CIGS and CZTS films. CZTS thin film deposition from a single target has been studied, with unsatisfactory results. We finally suggest an original multi-target method. Then, a bibliographic study has been done to evaluate the relevance of a sputtered Zn(S,O) buffer layer to replace the CBD-CdS conventional buffer layer. A study of RF-sputtered AZO films has been carried out, but we didn’t obtain the required electrical conductivity. We finally study RF-sputtering of ITO films. We developed amorphous ITO thin films with excellent electrical and optical properties. We suggest using this material as the window layer of solar cells

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

40

Moussouni, Fouzia. "Méthodologie et algorithmes adaptés à l’optimisation multi-niveaux et multi-objectif de systèmes complexes." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2009. http://www.theses.fr/2009ECLI0016/document.

Full text

Abstract:

La conception d'un système électrique est une tâche très complexe qui relève d’expertises dans différents domaines de compétence. Dans un contexte compétitif où l’avance technologique est un facteur déterminant, l’industrie cherche à réduire les temps d'étude et à fiabiliser les solutions trouvées par une approche méthodologique rigoureuse fournissant une solution optimale systémique.Il est alors nécessaire de construire des modèles et de mettre au point des méthodes d'optimisation compatibles avec ces préoccupations. En effet, l’optimisation unitaire de sous-systèmes sans prendre en compte les interactions ne permet pas d'obtenir un système optimal. Plus le système est complexe plus le travail est difficile et le temps de développement est important car il est difficile pour le concepteur d'appréhender le système dans toute sa globalité. Il est donc nécessaire d'intégrer la conception des composants dans une démarche systémique et globale qui prenne en compte à la fois les spécificités d’un composant et ses relations avec le système qui l’emploie.Analytical Target Cascading est une méthode d'optimisation multi niveaux de systèmes complexes. Cette approche hiérarchique consiste à décomposer un système complexe en sous-systèmes, jusqu’au niveau composant dont la conception relève d’algorithmes d'optimisation classiques. La solution optimale est alors trouvée par une technique de coordination qui assure la cohérence de tous les sous-systèmes. Une première partie est consacrée à l'optimisation de composants électriques. L'optimisation multi niveaux de systèmes complexes est étudiée dans la deuxième partie où une chaîne de traction électrique est choisie comme exemple
The design of an electrical system is a very complex task which needs experts from various fields of competence. In a competitive environment, where technological advance is a key factor, industry seeks to reduce study time and to make solutions reliable by way of a rigorous methodology providing a systemic solution.Then, it is necessary to build models and to develop optimization methods which are suitable with these concerns. Indeed, the optimization of sub-systems without taking into account the interaction does not allow to achieve an optimal system. More complex the system is more the work is difficult and the development time is important because it is difficult for the designer to understand and deal with the system in its complexity. Therefore, it is necessary to integrate the design components in a systemic and holistic approach to take into account, in the same time, the characteristics of a component and its relationship with the system it belongs to.Analytical Target Cascading is a multi-level optimization method for handling complex systems. This hierarchical approach consists on the breaking-down of a complex system into sub-systems, and component where their optimal design is ensured by way of classical optimization algorithms. The optimal solution of the system must be composed of the component's solutions. Then a coordination strategy is needed to ensure consistency of all sub-systems. First, the studied and proposed optimization algorithms are tested and compared on the optimization of electrical components. The second part focuses on the multi-level optimization of complex systems. The optimization of railway traction system is taken as a test case

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

41

Dell'Isola, Davide. "Optimization of DC/DC converters for embedded systems including dynamic constraints." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0124.

Full text

Abstract:

Pour se conformer aux nouvelles normes d'émission et améliorer l’efficacité et l’autonomie des véhicules, le secteur des transports s'est tourné vers des solutions plus électriques. La compacité, le poids et l'efficacité sont alors des exigences primordiales dans les avions modernes ou dans les véhicules électriques/hybrides. Dès lors, la conception des éléments de conversion de puissance électrique demande un grand soin. Il est essentiel de proposer les solutions les plus compactes possibles et présentant les hauts rendements de conversion. Dans ce contexte, les matériaux semi-conducteurs à large bande interdite sont désormais reconnus comme étant les candidats les plus appropriés. En effet, ceux-ci se caractérisent par un comportement en commutation des plus rapide et par des pertes de puissance plus faibles (commutation et conduction), ce qui permet de réduire la taille des éléments passifs et de l'unité de refroidissement du convertisseur de puissance. Compte tenu de ces critères, cette étude a pour objectif le développement d'une procédure pour le dimensionnement optimale d'un convertisseur élévateur DC/DC350V/3kW. Le convertisseur a été conçu spécifiquement pour une structure d’alimentation d’un actionneur. Afin d'assurer la bonne interaction entre la charge (onduleur DC/AC et moteur) et le micro-réseau de bord, le dimensionnement doit prendre en compte la stabilité et le comportement dynamique du convertisseur lors d'une éventuelle variation du point de fonctionnement, donc sa stratégie de contrôle. Les alternatives technologiques à un tel problème sont multiples. Une sélection par algorithme génétique avec front de Pareto est proposée. La routine développée permet d’identifier les solutions à plus hauts rendement et compacité, tout en préservant la stabilité et le respect des spécifications, aussi bien en régime permanent que transitoire
To keep up with the new emission standards and improve efficiency and autonomy, the transportation sector has moved towards more electric solutions. Then, compactness, weight and efficiency are primary requirements in modern aircrafts or Electric/Hybrid vehicles. The power electronics units in the on-board electrical networks have to be designed accordingly, as it is essential to achieve very compact designs and energy conversion efficiencies very close to the unity. The wide bandgap semiconductor materials are considered as the future technology in the realization of high efficiency switched-mode power supplies. Such materials are featured by fast switching behaviour and low power losses, which allows reducing the size of the passive elements and the cooling unit of the power converter. Considering these criteria, the objective of this study concerns the development of a procedure for the optimal design of a DC/DC boost converter 350V/3kW. The converter has been designed specifically for a powertrain application. In order to ensure the proper interaction with the load (DC/AC inverter and motor) and the micro-grid on-board, the design must take into account the stability and dynamic behaviour of the converter during a possible variation of the operating point, then its control strategy. To deal with the manifold technical solutions and in order to reach the best trade-off, a Pareto front genetic approach is proposed. The developed routine consent to obtain the most convenient design solutions in terms of efficiency and compactness, which ensure the stability and the compliance with the design specification on both steady state and transients modes

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

42

Basma, Hussein. "Energy management strategies for battery electric bus fleet." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://thesesprivees.mines-paristech.fr/2020/2020UPSLM036_archivage.pdf.

Full text

Abstract:

Les bus électriques à batterie (BEB) représentent une solution prometteuse pour remplacer les flottes de bus diesel actuelles consommant des énergies fossiles grâce à leur efficacité énergétique élevée et à leur potentiel de réduction des émissions de gaz à effet de serre et à l’absence d’émissions de polluants atmosphériques locaux. Cependant, cette technologie doit faire face à plusieurs défis, en particulier le coût total de possession (TCO) élevé et des contraintes opérationnelles comme l’autonomie des bus, le temps et le lieu de recharge. Cette thèse présente une méthodologie systématique qui vise à développer des solutions pour surmonter ces défis en fournissant un dimensionnement des batteries et une stratégie de recharge optimales pour les BEB. D'abord, un modèle énergétique multi-physique de bus est développé pour évaluer ses besoins énergétiques en prenant en considération ses différents systèmes énergétiques. Ensuite, la consommation d'énergie du bus est évaluée dans plusieurs conditions de fonctionnement afin de quantifier sa consommation d'énergie réelle. Un modèle techno-économique d'une ligne de bus est développé afin d'évaluer l'impact des différentes stratégies de dimensionnement et de recharge des batteries sur les coûts et le fonctionnement du BEB. Ensuite, un modèle TCO est introduit en tenant compte les coûts unitaires BEB, les coûts d'achat et de remplacement des batteries, les coûts d'électricité, les coûts d'infrastructure et de maintenance. L'analyse des résultats d’un cas d’étude à Paris souligne les compromis entre le TCO et les perturbations et les retards des horaires du BEB en fonction des différentes tailles de batterie et stratégies de recharge. Enfin, une méthodologie minimisant le TCO est proposée en déterminant un dimensionnement des batteries et une stratégie de recharge optimales pour la flotte de BEB tout en garantissant l'absence de perturbation des horaires ou des interruptions du service. Elle repose sur une optimisation en deux étapes qui utilise à la fois la programmation dynamique et un algorithme génétique. Les résultats montrent que la méthodologie proposée pourrait réduire le TCO du BEB entre 15-25% par rapport aux approches actuellement adoptées
Initiatives to decrease emissions from the transport sector are increasing worldwide by seeking alternative technologies to replace oil-based mobility. Battery Electric Buses (BEB) present a promising solution thanks to their high energy efficiency, low greenhouse gas emissions and the absence of local pollutant emissions. However, this technology still faces many challenges, especially its high total cost of ownership (TCO) and other operational factors such as the limited bus driving range, the high energy refueling time, and the required charging technologies and strategies. In this context, this thesis presents a systematic methodology that aims at developing solutions to help overcoming these challenges by providing optimal battery sizing and charging strategy for BEB. First, a comprehensive multi-physical bus energy model is developed to evaluate its energy needs considering all the energy systems encountered within. The energy consumption of the bus is then evaluated at a variety of operating conditions. Then, a techno-economic model of an entire bus line is developed in order to assess the impact of different battery sizing and charging strategies on the costs and operation of BEB. A TCO model is introduced considering the BEB unit costs, battery purchase and replacement costs, energy and power costs, infrastructure, and maintenance costs. A case study in Paris city is presented and the analysis reveals the resulting tradeoff between the TCO and BEB schedule disruptions and delays as function of different battery sizes and charging strategies. A methodology to minimize the TCO of BEB deployment is presented providing the optimal battery sizing and charging strategy for BEB, while respecting the BEB operation constraints. The methodology is a 2-step optimization algorithm that utilizes both Dynamic programming and Genetic Algorithm optimization routines. The results show that the proposed methodology could reduce the BEB TCO between 15-25% compared to the currently adopted approaches to deploy BEB

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

43

Zhang, Shuangfeng. "Wide Bandgap Semiconductor Components Integration in a PCB Substrate for the Development of a High Density Power Electronics Converter." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS398/document.

Full text

Abstract:

Les nouveaux composants à semi-conducteur de type grand gap ont été développés pour des applications de conversion de puissance en raison de leurs hautes fréquences de commutation (de centaine kHz à quelques MHz) et pertes faibles. Afin de bien profiter ses avantages, la technologie des circuits imprimés (PCB) est intéressante pour une intégration à haute densité de puissance grâce à sa flexibilité et son faible coût. Cependant, à cause de la mauvaise conductivité thermique du matériau FR-4 utilisé pour le substrat PCB et la haute densité de puissance réalisée, il est primordial de trouver des solutions thermiques pour améliorer les performances thermiques de la structure de PCB. Dans cette thèse, trois solutions thermiques pour les structures de PCB ont été proposées, y compris des solutions avec des vias thermiques, de cuivre épais sur le substrat de PCB ainsi que des dispositifs de refroidissement thermoélectrique (TEC). Nos études sont basées sur la modélisation électrothermique et la méthode d’éléments finis en 3D. Tout d’abord, l’optimisation des paramètres des vias (diamètre, épaisseur de placage, surface formée par des vias, la distance entre des vias etc.) a été réalisée pour optimiser l’effet de refroidissement. Ensuite, on constate que les performances thermiques des structures de PCB peuvent être améliorées en utilisant cuivre épais sur le substrat de PCB. Cuivre épais augmente le flux thermique latéral dans la couche de cuivre. Les influences de l’épaisseur de cuivre (35 à 500 µm) ont été étudiées. Cette solution est facile à réaliser et peut être combinée à d’autres solutions de refroidissement. Enfin, le dispositif thermoélectrique comme les modules Peltier est une technologie de refroidissement local. Les influences des paramètres de Peltier (Propriétés du matériau thermoélectrique, nombre d’éléments Peltier, distance entre la source de chaleur et les dispositifs Peltier, etc.) ont été identifiées. Il est démontré que des modules Peltier ont l’application potentielle pour le développement d’intégration de PCB attendu que son active contrôle des températures
The emerging wide bandgap (WBG) semiconductor devices have been developed for power conversion applications instead of silicon devices due to higher switching frequencies (from few 100 kHz to several MHz) and lower on-state losses resulting in a better efficiency. In order to take full advantage of the WBG components, PCB technology is attractive for high power density integration thanks to its flexibility and low cost. However, due to poor thermal conductivity of the commonly used material Flame Retardant-4 (FR4), efficient thermal solutions are becoming a challenging issue in integrated power boards based on PCB substrates. So it is of the first importance to seek technological means in order to improve the thermal performances. In this thesis, three main thermal management solutions for PCB structures have been investigated including thermal vias, thick copper thickness on the PCB substrate as well as thermoelectric cooling (TEC) devices. Our studies are based on the electro-thermal modeling and 3D finite element (FE) methods. Firstly, optimization of the thermal via parameters (via diameter, via plating thickness, via-cluster surface, via pattern, pitch distance between vias etc.) has been realized to improve their cooing performances. We presented and evaluated thermal performances of the PCB structures by analyzing the thermal resistance of the PCB substrate with different thermal vias. Secondly, it is found that thermal performances of the PCB structures can be enhanced by using thick copper thickness on top of the PCB substrate, which increases the lateral heat flux along the copper layer. Influences of the copper thickness (35 µm to 500 µm) has been discussed. This solution is easy to realize and can be combined with other cooling solutions. Thirdly, thermoelectric cooler like Peltier device is a solid-state cooling technology that can meet the local cooling requirements. Influences of Peltier parameters (Thermoelectric material properties, number of Peltier elements, distance between the heating source and the Peltier devices etc.) have been identified. All these analyses demonstrate the potential application of Peltier devices placed beside the heating source for PCB structures, which is a benefit for developing the embedding technology in such structures

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

44

Ridremont, Thomas. "Design of robust networks : application to the design of wind farm cabling networks." Thesis, Paris, CNAM, 2019. http://www.theses.fr/2019CNAM1228/document.

Full text

Abstract:

Aujourd’hui, la conception de réseaux est une problématique cruciale qui se pose dans beaucoup de domaines tels que le transport ou l’énergie. En particulier, il est devenu nécessaire d’optimiser la façon dont sont conçus les réseaux permettant de produire de l’énergie. On se concentre ici sur la production électrique produite à travers des parcs éoliens. Cette énergie apparait plus que jamais comme une bonne alternative à la production d’électricité via des centrales thermiques ou nucléaires.Nous nous intéressons dans cette thèse à la conception du câblage collectant l’énergie dans les parcs éoliens. On connaît alors la position de l’ensemble des éoliennes appartenant au parc ainsi que celle du site central collecteur vers laquelle l’énergie doit être acheminée. On connaît également la position des câbles que l’on peut construire, leurs capacités, et la position des nœuds d’interconnexion possibles. Il s’agit de déterminer un câblage de coût minimal permettant de relier l’ensemble des éoliennes à la sous-station, tel que celui-ci soit résistant à un certain nombre de pannes sur le réseau
Nowadays, the design of networks has become a decisive problematic which appears in many fields such as transport or energy. In particular, it has become necessary and important to optimize the way in which networks used to produce, collect or transport energy are designed. We focus in this thesis on electricity produced through wind farms. The production of energy by wind turbines appears more than ever like a good alternative to the electrical production of thermal or nuclear power plants.We focus in this thesis on the design of the cabling network which allows to collect and route the energy from the wind turbines to a sub-station, linking the wind farm to the electrical network. In this problem, we know the location of each wind turbine of the farm and the one of the sub-station. We also know the location of possible inter-connection nodes which allow to connect different cables between them. Each wind turbine produces a known quantity of energy and with each cable are associated a cost and a capacity (the maximum amount of energy that can be routed through this cable). The optimizationproblem that we consider is to select a set of cables of minimum cost such that the energy produced from the wind turbines can be routed to the sub-station in the network induced by this set of cables, without exceeding the capacity of each cable. We focus on cabling networks resilient to breakdowns

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

45

Bracikowski, Nicolas. "Modélisation multi-physique par modèles à constantes localisées ; application à une machine synchrone à aimants permanents en vue de son dimensionnement." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00905641.

Full text

Abstract:

Afin de définir une conception optimale d'un système électromécanique, celui-ci doit intégrer des contraintes toujours plus drastiques et de nombreux phénomènes physiques issus de : l'électromagnétique, l'aérothermique, l'électronique, la mécanique et l'acoustique. L'originalité de cette thèse est de proposer une modélisation multi-physique pour la conception reposant sur des modèles à constantes localisées : solution intermédiaire entre la modélisation analytique et numérique. Ces différents modèles permettront l'étude et la conception sous contraintes d'une machine synchrone à aimants permanents dédiée pour la traction ferroviaire. Les résultats de simulations seront comparés à des résultats éléments finis mais aussi à des essais expérimentaux. Ce modèle multi-physique est entièrement paramétré afin d'être associé à des outils d'optimisation. On utilisera ici une optimisation par essaim de particules pour chercher des compromis entre différents objectifs sous forme de Front de Pareto. Dans ce papier, nous ciblerons les objectifs suivants : le couple d'origine électromagnétique et le bruit d'origine électromagnétique. Finalement une étude de sensibilité valide la robustesse de la conception retenue quand celle-ci est soumise aux contraintes de fabrication. L'objectif étant de poser les bases d'un outil d'aide à la décision pour le choix d'une machine électrique

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Fours électriques – Conception et construction'

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles