Dissertations / Theses: 'Machines synchrones à double excitation'

1

Hoang, Trung-Kien. "Design optimization of double excitation synchronous machines in railway traction." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLN056/document.

Full text

Abstract:

Les machines électriques classiques comme les machines asynchrones et les machines à aimant permanent sont largement utilisées dans ces applications de traction, et surtout en traction ferroviaire. Cette thèse évalue la contribution d'un autre type de machines, appelé machines synchrones à double excitation dans cette même application. Le terme double excitation signifie que le flux de la machine est créé par deux sources : le bobinage d'excitation et les aimants permanents. Le degré de liberté fourni par le bobinage d'excitation permet d’atteindre l’objectif d’amélioration de l’efficacité. Ce travail a pour but d’identifier les avantages des machines à double excitation sur un cycle de conduite spécifique. Il définira également les cas dans lesquels cette machine fournira de meilleures performances que celles des machines classiques.Les études récentes considèrent uniquement l’optimisation des systèmes en optimisant chaque composant du système séparément. Cependant, avoir les meilleurs performances dans chacun de ces composants ne signifie pas avoir un meilleur système. Afin d'atteindre des résultats plus réalistes, un modèle multi-physique prenant en compte la non linéarité des matériaux sera développé. Ce modèle intègre également les différents aspects comme l’électromagnétisme, la thermique, la mécanique et l’électronique de puissance
Classical electrical machines such as asynchronous and permanent magnet synchronous machines have been widely applied in traction applications and particularly in railway traction. This thesis, however, evaluate the contribution of a special class of synchronous machine called textbf{D}ouble textbf{E}xcitation textbf{S}ynchronous textbf{M}achine (DESM) for the railway traction. Double excitation term indicates that the field flux of the machine is created by two sources: excitation windings and permanent magnets. The degree of freedom provided by the excitation windings provides the opportunity to work on the energy efficiency improvement target. This thesis will try to answer the question whether DESM is more advantageous over classical machines in a specific driving cycle and in addition, in which cases a DESM performs better.Recent studies have merely optimized the individual components, the major drawback of this approach is that the combination of the best individuals does not necessarily form a best system. In order to achieve more realistic results, a multi-physic models taking into account nonlinear characteristic and various disciplines such as electromagnetic, thermal, mechanical and power electronics will be developed

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

Fodorean, Daniel. "Conception et réalisation d'une machine synchrone à double excitation : application à l'entraînement direct." Belfort-Montbéliard, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2007.

Full text

Abstract:

Un nombre croissant d'industriels et d'organismes de recherche tentent de trouver des solutions technologiques innovantes permettant une meilleure gestion de l'energie. Les machines synchrones à double excitation (MSDE) sont parmi les solutions les plus intéressantes qui ne cessent d'immerger dans cette perspective. Mon travail de thèse s'inscrit dans le cadre de la conception d'une MSDE destinée a l'entrainement électromécanique direct. Une MSDE a été dimensionnée, réalisée et testée. Un rapport de gain en vitesse de 3 a été atteint ce qui est bon au regard des structures du même type actuellement publiées dans la littérature. Le travail mené s'est d'abord orienté vers l'étude bibliographique de la problématique de la thèse (le vehicule électrique), le cahier des charges dimensionnant de sa motorisation et les différentes solutions envisageables pour l'entraînement direct. L'étude comparative de ces solutions nous a justifié le choix des MSDE en général et en particulier la structure proposée : MSDE de série avec la bobine auxiliaire placée au rotor. Ensuite nous avons developpé les modèles analytiques (par réseaux de reluctances) d'une part et numérique par élément fini couplé à matlab/simulink d'autre part. Ces derniers ont été utilisés avec succès. Dans un deuxième temps nous avons voulu étudier en grandeur nature la solution proposée et cela à travers la réalisation d'un prototype de MSDE. Pour des raisons économiques nous avons juste réalisé le rotor sur mesure d'un stator que nous avons recupéré d'une machine à induction dont la puissance est 5. 5kw. Les tests pratiques sont encourageants tant au niveau des paramètres physiques qu'au niveau des performances du défluxage
The research departments from universities and industrial companies are more and more interested in finding innovated solutions for a better energy handling. In this perspective, the double excited synchronous machines (DESM) are among the most interesting and suitable solutions. My phd work deals with the designing of a desm for electric vehicle propulsion. A desm was dimensioned, realized and tested, with a 3 times speed gain obtained – which is a good result, regarding the same type of variants founded in the literature. This work is firstly oriented on the bibliographical study dealing with the electrical vehicle problem, the main demands involved by this application and different electrical machines topologies that are best responding to these tasks. A comparative study was carried out in order to justify the desm choice in general, and the proposed desm, in particular: with series double excited circuit and the auxiliary winding placed on the rotor armature. Then, an analytical design (with reluctances circuit) was developed and a numerical analyze, by finite element method coupled with matlab/simulink, was used to validate the analytical approach. These studies were successfully utilized. Secondly, the true performances of the proposed solution were revealed by experimental measurements of the desm prototype. The stator core is taken from an induction machine of 5. 5kw, while the rotor armature is adapted to fulfill our need. The experimental results are encouraging respecting the physical parameters and the flux-weakening performances

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

Vido, Lionel. "Étude d'actionneurs électriques à double excitation destinés au transport : dimensionnement de structures synchrones." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00133970.

Full text

Abstract:

Ce travail s'intéresse à l'étude des machines synchrones à double excitation (MSDE) et au dimensionnement de machines synchrones à aimants permanents (MSAP) dans le cadre des applications de type véhicule hybride. Celle ci se place dans le cadre général de la réduction des rejets de substances polluantes des véhicules. Le véhicule hybride, associé aux MSAP et aux MSDE constitue de ce point de vue une solution intéressante pour résoudre ces problèmes. Nous avons mis au point plusieurs modèles électromagnétiques analytiques (linéaires ou non) de MSAP basés sur la transformation de Park et sur l'utilisation de réseaux réluctants destinés à être intégré dans des structures à double excitation. Ceux ci permettent de concilier précision, rapidité et simplicité. Nous avons dimensionné et réalisé une MSDE au laboratoire SATIE répondant à un cahier des charges de véhicule hybride fourni par le groupe PSA. Celle ci a pu répondre aux contraintes des spécifications à la fois en terme d'encombrement et de performances.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

Mangel, Hervé. "Comportement transitoire d'un alternateur à double-excitation : modélisation et contrôle." Besançon, 1995. http://www.theses.fr/1995BESA2065.

Full text

Abstract:

Le sujet de ce mémoire concerne l'étude du comportement transitoire d'un alternateur à double excitation. La mise en équation dans le cas général où les deux enroulements sont décalés d'un angle quelconque est décrite dans le premier chapitre. Le comportement de l'alternateur connecté à un réseau de puissance infinie est régi par onze équations non linéaires. Il est alors proposé un modèle d'ordre 4 qui représente le meilleur compromis précision-simplicité pour l'étude en petits mouvements. Le second chapitre est consacré à l'étude en petits mouvements par le placement des pôles dans le plan complexe. Les résultats obtenus montre qu'un régulateur doit comporter un stabilisateur d'angle. Ce chapitre se termine par l'étude de l'action des différentes boucles de régulation sur le placement des pôles. Une conclusion importante est qu'il est nécessaire d'utiliser des variables directement mesurables. Dans le chapitre trois, on étudie différentes régulations dans le cadre des petits mouvements. Une commande robuste par restriction de pôles est alors adoptée. Le régulateur choisi utilise alors des propriétés de découplage et réalise un pseudo contrôle vectoriel en agissant sur l'angle donnant la position de la forcer électromotrice par rapport au rotor. La prise en compte des temps d'acquisition ainsi qu'une étude de sensibilité aux variations de points de fonctionnement et aux variations de paramètres permet d'éprouver la robustesse du régulateur en vue d'une faisabilité industrielle. Le quatrième et dernier chapitre concerne le comportement dans le cadre de courts-circuits triphasés de l'alternateur à double excitation stabilisé par le régulateur défini précédemment. Il est montré que l'alternateur peut fonctionner en régime de forte absorption de réactif y compris pour des lignes de 500 km. Ce chapitre se conclut par l'analyse de différents paramètres sur les réponses du système
The aim of this work concerns the transient behaviour of a two-axis excitation generator. In the first chapter, the equations are written in the general case of two field windings set by an angle α (0<α<90°). When the generator is linked to a strong network, the number of the non-linear equations is great. In case of small disturbances, the system can be reduced to a four order model. The second chapter concerns the stabvility for small disturbances by use of root locus. The open-loop results show that natural frequency oscillation of a two-axis excitation generator are more important than for a classical one. It is necessary to regulate an angle to stabilize a two-axisexcitation generator. The angle between stator voltage and rotor axis has been choiced due to measurement facilities. In the third chapter, threeregulators are simulated for small disturbances. The closed-loop gains are calculated to put the poles in a restricted area for any operating point. The best regulator for any working point uses input transformation property and realises vector control by action on the angle between the position of the electromotrice force and the rotor. Measuring time are taken into account, the values of the roots when some parameters changed are discussed too. The fourth and last chapter concerns the stability in case of large disturbances like short-circuit. Some limits are introduced on the regulator. The simulation results show the generator ability to consume high reactive power even when the length of the transmission line reaches 500 km. Two generators are compared, a turbogenerator 1100 MVA rating and a 160 MVA rating. The influence of some generator parameters are discussed in the end of this chapter. A generator of medium rating power seems to be particulary well adapted

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

Nedjar, Boumedyen. "Modélisation basée sur la méthode des réseaux de perméances en vue de l’optimisation de machines synchrones à simple et à double excitation." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2011. http://www.theses.fr/2011DENS0056/document.

Full text

Abstract:

La traction hybride et/ou électrique est un domaine d’application en pleine croissance présentant une forte restriction en termes d’encombrement. Cela a poussé les concepteurs à créer des structures de machine adaptées. Parmi ces topologies, nous trouvons les machines synchrones à double excitation (MSDE). Ces machines permettent de combiner les avantages d’une machine à aimants et ceux d’une machine à excitation bobinée. Le choix d’un modèle pour ces machines est un élément important dans les étapes d’analyse, d’optimisation et de pré-dimensionnement. Ce mémoire présente une contribution à la modélisation des machines synchrones à simple et à double excitation basée sur la méthode des réseaux de perméances. Trois parties sont ainsi proposées. La première partie de la thèse présente deux états de l’art- un sur les machines synchrones à double excitation et l’autre sur les méthodes de modélisation des machines électriques et principalement la modélisation par réseau de perméances. Dans la deuxième partie, nous abordons la modélisation 2D de la machine synchrone à aimants permanents à concentration de flux avec prise en compte de la rotation et de la saturation. Le but de cette partie est de trouver des méthodes permettant de combiner à la fois temps de calcul et précision. On commence par la modélisation par réseau de perméances en se basant sur un maillage de l’espace d'étude par des réluctances bidirectionnelles, ainsi qu’une comparaison entre calcul du couple par le tenseur de Maxwell et flux-FMM. La deuxième section présente un couplage entre réseaux de perméances et éléments finis. La méthode proposée consiste à résoudre les deux modèles (réluctant et éléments finis) simultanément avec un logiciel EF. Le couplage s’effectue par une équivalence entre les dimensions géométriques et les caractéristiques magnétiques des matériaux. La présentation des différents modèles dans le plan précision-temps de calcul montre l’efficacité de l’utilisation des réseaux de perméances et du couplage comparé au modèle éléments finis. La troisième partie porte sur la modélisation tridimensionnelle des machines synchrones à double excitation. Dans un premier temps, nous présentons une adaptation de la modélisation par réseau de perméances aux structures tridimensionnelles. Puis, nous appliquons ce modèle aux machines synchrones à double excitation. La machine à double excitation à concentration de flux est présentée avec une étude de l’influence du feuilletage sur la capacité de contrôle du flux. Pour améliorer le contrôle du flux d'excitation, une machine à aimants enterrés homopolaire est également étudiée avec l'approche développée. La validation du modèle est réalisée par des éléments finis et des mesures expérimentales. Dans la dernière partie, une comparaison entre configurations homopolaire et bipolaire de la structure à aimants enterrés est effectuée, puis le rotor à concentration de flux est optimisé afin de le comparer à la machine à aimants enterrés
The electric and / or hybrid driveis are an application area growing with a strong restriction in terms of congestion. This prompted the designers to create appropriate structures. Among these topologies, we find the double-excitation synchronous machine (MSDE). These machines can combine the advantages of permanent magnets machine and those of a coils excited machine.The choice of a model for these machines is an important step in the analysis, optimization and pre-sizing. This thesis presents a contribution to the modeling by magnetic equivalent circuit (MEC) of single and double excitation synchronous machines. Three parties are offered as well. The first part of the thesis presents two states of the art: one on the double-excitation synchronous machines and the other on the modeling of electrical machines, mainly in the modeling by magnetic equivalent circuit. In the second part, we discuss the 2D modeling of flux concentration permanent magnet synchronous machine taking into account the rotation and saturation. The purpose of this section is to find ways to combine both computational time and accuracy. We start by using the magnetic equivalent circuit modeling based on a mesh of the structure and each mesh is replaced by two-way reluctances, then a torque estimation are obtened by two methods flux-FMM and Maxwell stress Tensor. The second section presents a coupling between magnetic equivalent circuit and finite element method. The proposed method is to solve the two models (reluctant and finite elements) simultaneously with software EF. The coupling is performed by an equivalence between the geometric dimensions and magnetic properties of materials. The presentation of different models in terms of time-accurate calculation shows the effectiveness of the use of MEC and coupling method compared to FEM. The third part concerns the three-dimensional modeling of double excitation synchronous machines. At first, we present an adaptation of the MEC to the three-dimensional structures. Then we apply this model to the double excitation synchronous machines (DESM). The DESM with flux concentration configuration is presented. To better control the wund flux of excitation, a buried magnet homopolar machine is also studied with the same approach. Model validation is performed by finite element and experimental measurements. In the last part, a comparison between homopolar and bipolar configurations is made, then the rotor flux concentration is optimized in order to compare it to the machine magnets buried

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

Daanoune, Abdeljalil. "Contribution à l'étude et à l'optimisation d'une machine synchrone à double excitation pour véhicules hybrides." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT126.

Full text

Abstract:

Dans un contexte ou la question de la préservation de l'environnement est devenue un sujet sociétal majeur, la recherche de nouvelles technologies pour remplacer la voiture à essence constitue un véritable enjeu industriel. Les véhicules hybrides et électriques sont une alternative prometteuse aux véhicules conventionnels. Ce travail de thèse porte sur la conception et l'optimisation des machines électriques pour la motorisation de ces voitures.Au cours de ces travaux, nous avons développé une nouvelle méthodologie de dimensionnement et d'optimisation des machines synchrones à double excitation. L'intérêt de cette méthode est son bon compromis entre la précision et le temps de calcul et sa capacité d'adaptation à plusieurs types de machines. Le second volet de la thèse est consacré à la proposition d'une nouvelle structure de machine synchrone à rotor bobiné. Une technique originale de compensation de la réaction magnétique d'induit est mise en place, elle consiste en l'insertion d'aimants secondaires permettant de créer un flux dans l'axe q de la machine. Ce dernier a pour rôle d'affaiblir le flux de la réaction magnétique d'induit
In a context where the question of the environmental protection has become a major social problem, research new technologies to replace the gasoline car is a real industrial challenge. The hybrid and electric vehicles are a promising alternative to conventional vehicles. This thesis focuses on the design and optimization of electrical machines for electric and hybrid cars.In this work, we developed a new methodology for design and optimization of hybrid excitation synchronous machines. The advantage of this method is its good compromise between accuracy and computation time and its ability to be adapted to a wide range of machines. The second part of this thesis is devoted to the development of a new structure of a wound rotor synchronous machine. A novel technique for compensating the armature reaction of this machine is introduced, it involves the insertion of secondary magnets to produce a quadratic axis flux (q-axis), this latter has the function of weakening the armature reaction flux

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

Amara, Yacine. "Contribution à la conception et à la commande des machines synchrones à double excitation : application au véhicule hybride." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112325.

Full text

Abstract:

Les machines à double excitation sont des machines synchrones où coexistent deux circuits d'excitation, l'un à aimants permanents et l'autre bobiné. L'étude a montré que la double excitation permet d'allier les avantages des machines synchrones à inducteur bobiné à celles des machines à aimants permanents. Ce concept permet un meilleur dimensionnement de l'ensemble convertisseur-machine, et une meilleure gestion de l'énergie. Pour que les machines à aimants permanents puissent fonctionner sur une large plage de vitesse, il est nécessaire qu'elles aient une réaction magnétique d'induit du même ordre que le flux d'excitation. En contre partie, le facteur de puissance est plus faible et le convertisseur d'alimentation est surdimensionné. La double excitation permet aux machines à aimants permanents de fonctionner sur une large plage de vitesse, même si la réaction magnétique d'induit est relativement faible par rapport au flux d'excitation, tout en ayant un meilleur facteur de puissance. .
Synchronous double excitation machines are synchronous machines where coexist two excitation circuits, one with permanent-magnets, and the other with coiled excitation. The study of these machines showed that the double excitation makes it possible to combine the advantages of the wound field synchronous machines with those of the permanent-magnet machines. This concept allows a better design of the converter-machine set, and a better management of energy. Until now, the use of permanent magnet machines has been limited by the magnets fixed excitation flux. The constant excitation flux, in light of the constraints imposed by power electronics, does not allow machines to operate beyond a certain speed (base speed). However, flux control is possible by acting upon the component in the d-axis of the magnetic armature reaction by means of the static converter. This step is not possible if the static converter present in the conversion chain is not controlled, which reflects the case of an alternator discharging on a diode-rectifier. .

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

Lionel, Vido. "Étude d'actionneurs électriques à double excitation destinés au transport. Dimensionnement de structures synchrones." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00477166.

Full text

Abstract:

Ce travail s'intéresse à l'étude des machines synchrones à double excitation (MSDE) et au dimensionnement des machines synchrones à aimants permanents (MSAP) dans le cadre des applications de type véhicule hybride. Celle-ci se place dans le cadre général de la réduction des rejets de substances polluantes des véhicules. Le véhicule hybride, associé aux MSAP et aux MSDE constitue de ce point de vue une solution intéressante pour résoudre ces problèmes. Nous avons mis au point plusieurs modèles électromagnétiques analytiques (linéaires ou non) de MSAP basés sur la transformation de Park et sur l'utilisation de réseaux réluctants. Ceux-ci permettent de concilier précision, rapidité et simplicité. Nous avons dimensionné et réalisé une MSDE au laboratoire SATIE répondant à un cahier des charges de véhicule hybride fourni par le groupe PSA. Celle-ci a pu répondre aux contraintes des spécifications à la fois en terme d'encombrement et de performances.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

Daanoune, Abdeljalil. "Contribution à l'Etude et à l'Optimisation d'une Machine Synchrone à Double Excitation pour Véhicules Hybrides." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00785862.

Full text

Abstract:

Dans un contexte ou la question de la préservation de l'environnement est devenue un sujet sociétal majeur, la recherche de nouvelles technologies pour remplacer la voiture à essence constitue un véritable enjeu industriel. Les véhicules hybrides et électriques sont une alternative prometteuse aux véhicules conventionnels. Ce travail de thèse porte sur la conception et l'optimisation des machines électriques pour la motorisation de ces voitures. Au cours de ces travaux, nous avons développé une nouvelle méthodologie de dimensionnement et d'optimisation des machines synchrones à double excitation. L'intérêt de cette méthode est son bon compromis entre la précision et le temps de calcul et sa capacité d'adaptation à plusieurs types de machines. Le second volet de la thèse est consacré à la proposition d'une nouvelle structure de machine synchrone à rotor bobiné. Une technique originale de compensation de la réaction magnétique d'induit est mise en place, elle consiste en l'insertion d'aimants secondaires permettant de créer un flux dans l'axe q de la machine. Ce dernier a pour rôle d'affaiblir le flux de la réaction magnétique d'induit.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

Dupas, Agathe. "Modélisation et optimisation d'une machine synchrone à commutation de flux et à double excitation à bobinage global." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLN037/document.

Full text

Abstract:

Les machines à double excitation (aimants permanents et bobines d’excitation) sont depuis quelques années étudiées par de nombreuses équipes de recherche dans le monde pour leur souplesse de fonctionnement et leur puissance volumique importante. Dans cette thèse, nous présentons une nouvelle structure de machine à double excitation. C’est une machine à commutation de flux, donc qui possède un rotor passif, et dont la partie de double excitation située au stator est maintenue par une culasse à griffes. Dans une première partie, les caractéristiques importantes de cette structure sont exposées à partir de mesures sur un prototype et de modèles par éléments finis. Les différents trajets de flux ainsi que l’excursion du flux à vide en fonction du courant de double excitation ou encore les FEM à vide et le courant de court-circuit sont présentés. L’objectif est de caractériser de façon précise le fonctionnement de cette machine. Outre le fonctionnement à vide, les fonctionnements en mode moteur et en mode générateur sont présentés pour évaluer les performances. Le second chapitre de cette thèse présente différents modèles de la machine à double excitation. Tout d’abord à partir de modélisations par éléments finis nous montrons les impacts des caractéristiques magnétiques telles que la courbe BH et l’induction rémanente des aimants permanents sur le flux à vide de différentes machines à commutation de flux et double excitation. Puis nous présentons deux méthodes basées sur la modélisation par éléments finis qui permettent le calcul du courant de court-circuit. Enfin, afin de s’affranchir d’un modèle magnéto-transitoire trop gourmand en temps de calcul, nous présentons un modèle analytique. Ce modèle permet à partir de la valeur du flux à vide et de l’inductance cyclique d’une machine synchrone à aimants permanents de calculer la puissance en générateur débitant sur un pont de diodes et une source de tension fixe en fonction du courant d’excitation et de la vitesse de rotation. Dans le dernier chapitre de la thèse, nous avons développé un modèle de la machine à double excitation à bobinage global basé sur les schémas réluctants. A partir de ce modèle, nous calculons le flux à vide et l’inductance cyclique de la structure de façon plus rapide que par des simulations par éléments finis et sensiblement aussi précise afin de les utiliser dans le calcul de la puissance. Dans un dernier temps, nous avons utilisé ce modèle dans une procédure d’optimisation pour différents cahiers des charges
In this thesis, a new hybrid excitation, flux-switching machine is being presented. The main feature of this device is its global winding hybrid excitation with claw poles. This solution has been explored in order to reduce the copper mass and increase excitation winding efficiency. One of the most widely used alternators in automotive applications is a claw pole alternator whose claws are located on the rotor. The prototype introduced in this study is based on the same principle yet with claws located on the stator, which allows its rotor to be passive in rotating at higher speeds without slip-rings or brushes. Furthermore, the advantages of the double excitation are cumulative.The thesis will first describe the structure and operating principles of this new hybrid excitation, flux-switching machine, For example, the no-load flux linkage and the back-electromotive force on a no-load are measured and calculated;. Moreover, the load testing of this machine will be displayed. Short-circuit currents will be calculated and measured in order to determine the output power capability while operating in generator mode. The second chapter presents finite element and analytical models which allows to determine the output power capability while operating in generator mode. And with the FEA, the no-load flux linkage is investigated, This investigation serves to highlight: the influence of the stacking factor, the B-H curve definition, and the permanent magnet residual induction value, Finally, a lumped-parameter magnetic circuit model is developed and validated by 3-D finite element analysis, The model allows estimating output power of the structure when running in generator mode (with a DBR) faster than with 3D-FEA. In addition, thanks to the model the geometry is optimized for several specifications

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

Nedjar, Boumedyen. "Modélisation basée sur la méthode des réseaux de perméances en vue de l'optimisation de machines synchrones à simple et à double excitation." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675448.

Full text

Abstract:

La traction hybride et/ou électrique est un domaine d'application en pleine croissance présentant une forte restriction en termes d'encombrement. Cela a poussé les concepteurs à créer des structures de machine adaptées. Parmi ces topologies, nous trouvons les machines synchrones à double excitation (MSDE). Ces machines permettent de combiner les avantages d'une machine à aimants et ceux d'une machine à excitation bobinée. Le choix d'un modèle pour ces machines est un élément important dans les étapes d'analyse, d'optimisation et de pré-dimensionnement. Ce mémoire présente une contribution à la modélisation des machines synchrones à simple et à double excitation basée sur la méthode des réseaux de perméances. Trois parties sont ainsi proposées. La première partie de la thèse présente deux états de l'art- un sur les machines synchrones à double excitation et l'autre sur les méthodes de modélisation des machines électriques et principalement la modélisation par réseau de perméances. Dans la deuxième partie, nous abordons la modélisation 2D de la machine synchrone à aimants permanents à concentration de flux avec prise en compte de la rotation et de la saturation. Le but de cette partie est de trouver des méthodes permettant de combiner à la fois temps de calcul et précision. On commence par la modélisation par réseau de perméances en se basant sur un maillage de l'espace d'étude par des réluctances bidirectionnelles, ainsi qu'une comparaison entre calcul du couple par le tenseur de Maxwell et flux-FMM. La deuxième section présente un couplage entre réseaux de perméances et éléments finis. La méthode proposée consiste à résoudre les deux modèles (réluctant et éléments finis) simultanément avec un logiciel EF. Le couplage s'effectue par une équivalence entre les dimensions géométriques et les caractéristiques magnétiques des matériaux. La présentation des différents modèles dans le plan précision-temps de calcul montre l'efficacité de l'utilisation des réseaux de perméances et du couplage comparé au modèle éléments finis. La troisième partie porte sur la modélisation tridimensionnelle des machines synchrones à double excitation. Dans un premier temps, nous présentons une adaptation de la modélisation par réseau de perméances aux structures tridimensionnelles. Puis, nous appliquons ce modèle aux machines synchrones à double excitation. La machine à double excitation à concentration de flux est présentée avec une étude de l'influence du feuilletage sur la capacité de contrôle du flux. Pour améliorer le contrôle du flux d'excitation, une machine à aimants enterrés homopolaire est également étudiée avec l'approche développée. La validation du modèle est réalisée par des éléments finis et des mesures expérimentales. Dans la dernière partie, une comparaison entre configurations homopolaire et bipolaire de la structure à aimants enterrés est effectuée, puis le rotor à concentration de flux est optimisé afin de le comparer à la machine à aimants enterrés.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

Ployard, Maxime. "Efficacité énergétique des machines de production d'électricité." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0010/document.

Full text

Abstract:

Lors de la phase de dimensionnement d’un générateur électrique, des choix préliminaires imposent généralement la topologie. Cette thèse a pour objectif d’apporter une aide décisionnelle au choix des structures de générateurs de fortes puissances. L’intérêt des machines à haute efficacité énergétique est porté par des objectifs environnementaux forts. En conséquence, maîtriser et comprendre l’origine des pertes dans les machines de production d’électricité est un enjeu capital. Ainsi, une méthodologie de calculs de pertes fer est développée pour des générateurs de fortes puissances.Dans les secteurs de la production et conversion d’énergie, les Machines Synchrones à Double Excitation présentent un fort potentiel pour répondre aux défis de la transition énergétique. Dès lors, il est important de quantifier l’impact de ces nouvelles structures par rapport aux solutions existantes. Cette thèse propose une modélisation par méthodes analytiques et semi-analytiques dans l’objectif de concevoir un ensemble de structures de générateurs. La modélisation est également comparée à deux prototypes de fortes puissances, dont un pour une application éolienne à attaque directe.Ensuite, cette modélisation est employée dans un processus de conception par optimisation. Les structures Pareto optimales sont comparées suivant différents cahiers des charges. Ces optimisations permettent de mettre en avant des gains significatifs par rapport aux solutions existantes notamment sur des données statistiques de fonctionnement éolien
During the design phase of an electrical generator, the topology is generally imposed by preliminary criteria. This thesis aims at providing a decision support for the choice of high power generator structures. The interest for high efficiency machines is driven by strong environmental objectives. Consequently, understanding the origin of losses in power generation machines is a major issue. Thus, a methodology for iron loss calculation is developed for high power generators.In the energy production and conversion sectors, Hybrid Excitation Synchronous Machines have a great potential to respond to the challenges of energy transition. It is important to quantify the impact of these new structures compared with existing solutions. This thesis proposes analytical and lumped models to design a set of generator structures. The modeling approach is also compared with two high power generators, including one for a direct drive wind turbine. Then, this modeling is used in an optimization design process. The optimal Pareto structures are compared according to different specifications. These optimized designs show significant gains compared to the existing solutions, especially on wind profile from a Weibull probability density function

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

Ammar, Aymen. "Modélisation et Optimisation d'un Générateur Synchrone à Double Excitation de Forte Puissance." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00907699.

Full text

Abstract:

Alliant flexibilité de contrôle et bon rendement, les Machines Synchrone à Double Excitation (MSDE) sont de plus en plus investiguées pour diverses applications de petites et moyennes puissances et rarement pour des applications de fortes puissances. Cette thèse a pour objectif l'étude d'un Générateur Synchrone à Double Excitation (GSDE) de forte puissance. Un modèle de comportement a été établi. Des méthodes analytiques et semi-analytiques ont été utilisées pour la modélisation multi-physique de la machine. Ce modèle a été validé, dans un premier temps, par comparaison aux résultats d'un modèle éléments finis.Comparé à un Générateur Synchrone à Pôles Saillants (GSPS), le GSDE offre des solutions plus intéressantes énergétiquement et économiquement, que ce soit en fonctionnement à vitesse constante ou à vitesse variable. Dans le cadre d'un fonctionnement en générateur éolien, l'augmentation du nombre d'encoche par pôle et par phase et l'augmentation de la fréquence d'alimentation contribuent à l'amélioration des performances de la GSDE. Cependant il faudrait tenir compte des impacts sur l'électronique de puissance et le multiplicateur mécanique. En plus, la distribution de Weibull et le bon choix de la plage utile de variation de la vitesse du vent, jouent un rôle important sur le dimensionnement optimal du générateur éolien.Un prototype de GSDE d'une puissance d'1MVA a été dimensionné, optimisé et fabriqué. Tout d'abord, le prototype a servi à la validation du modèle multi-physique. En plus la réalisation des essais sur deux étapes (avant et après le collage des aimants permanents) a montré l'apport énergétique du GSDE par rapport au GSPS

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

Mbayed, Rita. "Contribution à la commande d'une machine synchrone à double excitation pour des applications embarquées." Phd thesis, Université de Cergy Pontoise, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00837741.

Full text

Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse est une contribution à la commande de la Machine Synchrone à Double Excitation (MSDE) pour des applications embarquées. La MSDE allie les avantages de la machine synchrone à aimants permanents et la machine synchrone à rotor bobiné. Le flux d'excitation dans cette machine est généré par deux sources : les aimants permanents et un enroulement qui est placé au stator afin d'éviter les contacts glissants. Cette dernière source permet de régler le flux dans l'entrefer. Le modèle de la machine est basé sur un modèle de Park et prend en considération les pertes fer et la saturation des circuits magnétiques. Les paramètres du prototype existant au laboratoire ont été identifiés. La commande de la MSDE est effectuée en deux modes : générateur et moteur. En génératrice, l'application visée est la génération électrique en avionique. Deux réseaux de distribution sont traités : Réseau à haute tension et à fréquence variable et réseau haute tension DC. Dans ce dernier cas, la MSDE est associée à un pont redresseur à diodes. Dans les deux cas, la commande est élaborée dans le but de maintenir l'amplitude de la tension constante via le control du courant d'excitation uniquement. Le control est scalaire. L'approche est validée par simulation avec Matlab/Simulink et par expérimentation. Pour le mode moteur, l'application visée est la propulsion dans un véhicule électrique. Une commande optimale des courants est étudiée en vue de minimiser les pertes. Les pertes joules sont considérées premièrement. Ensuite, les pertes fer sont ajoutées. Finalement, le problème de minimisation est étendu pour inclure les pertes dues à l'onduleur et au hacheur. L'optimisation par la méthode des multiplicateurs de Lagrange (Kuhn-Tucker conditions) est utilisée pour trouver des expressions analytiques des courants statoriques et inducteur optimaux. Des simulations avec Matlab/Simulink prouvent que la solution obtenue est celle qui assure les pertes minimales tout au long du nouveau cycle de conduite européen.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Mbayed, Rita. "Contribution to the Control of the Hybrid Excitation Synchronous Machine for Embedded Applications." Thesis, Cergy-Pontoise, 2012. http://www.theses.fr/2012CERG0604/document.

Full text

Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse est une contribution à la commande de la Machine Synchrone à Double Excitation (MSDE) pour des applications embarquées. La MSDE allie les avantages de la machine synchrone à aimants permanents et la machine synchrone à rotor bobiné. Le flux d'excitation dans cette machine est généré par deux sources : les aimants permanents et un enroulement qui est placé au stator afin d'éviter les contacts glissants. Cette dernière source permet de régler le flux dans l'entrefer. Le modèle de la machine est basé sur un modèle de Park et prend en considération les pertes fer et la saturation des circuits magnétiques. Les paramètres du prototype existant au laboratoire ont été identifiés. La commande de la MSDE est effectuée en deux modes : générateur et moteur. En génératrice, l'application visée est la génération électrique en avionique. Deux réseaux de distribution sont traités : Réseau à haute tension et à fréquence variable et réseau haute tension DC. Dans ce dernier cas, la MSDE est associée à un pont redresseur à diodes. Dans les deux cas, la commande est élaborée dans le but de maintenir l'amplitude de la tension constante via le control du courant d'excitation uniquement. Le control est scalaire. L'approche est validée par simulation avec Matlab/Simulink et par expérimentation. Pour le mode moteur, l'application visée est la propulsion dans un véhicule électrique. Une commande optimale des courants est étudiée en vue de minimiser les pertes. Les pertes joules sont considérées premièrement. Ensuite, les pertes fer sont ajoutées. Finalement, le problème de minimisation est étendu pour inclure les pertes dues à l'onduleur et au hacheur. L'optimisation par la méthode des multiplicateurs de Lagrange (Kuhn-Tucker conditions) est utilisée pour trouver des expressions analytiques des courants statoriques et inducteur optimaux. Des simulations avec Matlab/Simulink prouvent que la solution obtenue est celle qui assure les pertes minimales tout au long du nouveau cycle de conduite européen
This thesis is a contribution to the control of the Hybrid Excitation Synchronous Machine (HESM) in embedded applications. The HESM combines the advantages of the Permanent Magnets (PM) machine and the wound rotor machine. The excitation flux in this machine is produced by two different sources: the PMs and a DC field winding that is placed at the stator to preserve a brushless structure. The latter source is used to control the flux in the air gap. The machine model is based on a Park model and takes into account the iron losses and the magnetic circuit saturation effect. The electric parameters of the laboratory prototype are identified. The machine is controlled in generator mode and motor mode. In power generation system, the study treats in particular the aircraft power supply in more electric aircrafts. Two distribution networks are studied: High voltage variable frequency network and high voltage DC network. In the latter case, the HESM is coupled to a diode bridge rectifier. In both cases, the control aims to maintain the output voltage magnitude equal to its reference via action on the field current only. The control is scalar. Simulation with Matlab/Simulink and experiments validate the approach. For the motor mode, the attention is paid to the electric propulsion in an electric vehicle. An optimal current control with minimal losses is elaborated. The copper losses are considered in a first place. Iron losses are added next. Finally, the optimization problem is extended and it includes the losses due to the inverter and the chopper. Analytical expressions of the reference armature and field currents are computed using extended Lagrange multiplier method (Kuhn-Tucker conditions). Simulation with Matlab/Simulink software proves that the analytical solution yields indeed to the current combination that guarantees the minimal losses over the New European Driving Cycle

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

Zhang, Jian. "Optimization design and control strategies of a double stator permanent magnet generator for tidal current energy application." Nantes, 2015. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=e0e1d554-0465-44bf-b0e0-bfb36f3bce35.

Full text

Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’étude, le dimensionnement optimisé et la commande d’une chaîne de conversion d’énergie hydrolienne à base de machine synchrone à aimants permanents à deux stators (DSCRPMG). Les concepts de turbines hydroliennes, les projets existants et les structures électrotechniques usuelles sont d’abord présentés. Un système d’entraînement direct avec une turbine à pas fixe est retenu. Le modèle analytique de la machine synchrone à deux stators est élaboré et différentes stratégies de commande sont testées (commande à facteur de puissance unitaire, à flux constant ou à couple maximal). Une approche originale minimisant la fois les pertes de la machine mais aussi celles du convertisseur est proposée conduisant à un meilleur rendement sur l’ensemble de la plage de vitesse (zone MPPT et régime défluxé) tout en respectant les contraintes de tenue en tension et thermiques du système. Une optimisation multi-objectif de l’investissement et de l’énergie extraite par l’ensemble de la chaîne de conversion est réalisée pour une durée d’exploitation de 20 ans avec prise en compte des probabilités d’apparition de vitesse du courant marin. Il en résulte que la machine double stator donne une nette amélioration du couple volumique en contrepartie d’une légère dégradation du couple massique comparée à la machine synchrone classique. Enfin l’accent est mis sur la commande de la chaine de conversion en mode normal ou en mode défaut, en particulier le cas de l’ouverture d’une phase du stator externe. Différentes stratégies sont étudiées pour assurer une continuité de service et minimiser les ondulations de couple montrant ainsi les possibilités offertes par la DSCRPMG
The work presented in this thesis concerns the study of sizing, optimization and control of double stator permanent magnet generator (DSCRPMG) system for tidal current energy application. Turbine concepts, relative projects and usual chain of tidal energy conversion are first presented. A direct drive system with fixed pitch turbine is used. The analytical model of the DSCRPMG is developed and different control strategies are tested (unity power factor control, constant flux and maximum torque per ampere control). An original approach minimizing both losses of the machine and the converter is proposed, leading to improve the system efficiency over the whole speed range (MPPT and flux weakening regions) taking into account voltage and thermal constraints. A multi-objective optimization of investment and energy extracted by the entire conversion chain is performed for an operating period of 20 years, taking into account the occurrence of the sea current speed probabilities. As a result, the double stator machine gives a clear improvement in torque density despite a slight degradation of the mass torque compared to the conventional single stator synchronous machine. Finally emphasis is placed on the control of the conversion chain under normal mode or fault conditions, particularly for open circuit fault of the outer stator. Different strategies are designed to ensure continuity of service and minimize torque ripples, showing the possibilities offered by the DSCRPMG

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Merabtene, Mourad. "Modélisation dynamique et commande d'une machine synchrone double étoile alimentée par des onduleurs MLI fonctionnement en mode normal et en mode dégradé." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2032.

Full text

Abstract:

Ce mémoire traite de la modélisation dynamique en vue de la simulation et de la commande vectorielle des machines synchrones double étoile à pôles saillants alimentées par des onduleurs MLI. Grâce aux approches de modélisation développées, le modèle initial fortement couplé de la machine est ramené à un ensemble de modèles diphasés équivalents découplés magnétiquement. Ces approches de modélisation sont étendues au fonctionnement en mode dégradé de l'ensemble onduleur-machine. Un banc d'essais logiciel est développé pour simuler le comportement dynamique et analyser les problèmes spécifiques de l'ensemble convertisseur-machine fonctionnant soit en mode normal soit en mode dégradé. Afin de minimiser les ondulations du couple et les pertes en mode dégradé, des stratégies de commande ont été élaborées. Un algorithme de commande généralisé est proposé pour le contrôle du couple dans les deux modes de fonctionnement. Les différentes études ont été validées sur un banc d'essais expérimental
This thesis presents the dynamic modelling in view of simulation and control of the double star salient poles synchronous machines supplied by PWM inverters. Based on the established modelling approaches, the initial machine's model, characterised by a strong coupling, is transformed on several magnetically decoupled equivalents models. These modelling approaches are extended to the functioning under fault condition of the electrical drive. Specific simulation software is developed in view to simulate and to analyse the dynamic behaviour of the inverters-machine set under balanced and unbalanced functioning. In order to minimise the torque ripples and the losses under fault condition, a control strategies are elaborated. A generalised control algorithm is proposed for the torque control in the two operating modes. The various studies were validated on an experimental prototype

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Sofiane, Yamina. "Contribution à l'étude et à la modélisation d'un moteur à reluctance variable à double saillance de type pas-à-pas." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2001/50376-2001-313.pdf.

Full text

Abstract:

La machine à réluctance variable à double saillance (MRV-DS) a largement été utilisée dans le domaine du positionnement incrémental. Avec les derniers progrès en électronique de puissance et de commande, le domaine d'utilisation de la MRV-DS tend à se diversifier avec des applications en fonctionnement synchrone à très grande vitesses. Quel que soit le fonctionnement envisagé, pas-à-pas ou synchrone, il est nécessaire d'élaborer un modèle de la machine pour pouvoir prédéterminer ses performances. Le mémoire de thèse est consacré à la modélisation et à l' étude de la MRV-DS dans son environnement de commande. Un modèle analytique classique est d'abord utilisé pour étudier le fonctionnement du moteur et dégager les aspects essentiels de son fonctionnement électromécanique. Il est également utilisé pour étudier le système commandé
Ce modèle étant basé sur des hypothèses simplificatrices, l'amélioration de la précision nécessite l'utilisation d'approches numériques. Le modèle bidimensionnel, basé sur la méthode des éléments finis (MEF-2D), est alors appliqué à l'étude de notre structure avec et sans couplage circuit. Le convertisseur statique, ainsi que la commande, sont également pris en compte pour l'étude du système complet. D'autre part, un modèle analytique non linéaire, utilisant la notion d'inductance saturée, est introduit pour effectuer la même étude. Les résultats, obtenus par les deux approches, sont comparés. Pour tenir compte des effets d'extrémités, une modélisation 3D a été effectuée en magnétostatique. Les inductances, qui prennent, d'une manière globale, les effets des têtes de bobines, sont alors approximées et introduites dans le modèle 2D. Ce dernier modèle est ensuite utilisé pour étudier le dispositif. Les résultats, issus des trois modèles sont comparés à des essais expérimentaux réalisés sur un prototype de MRV à l'université de Dresde en Allemagne. Enfin, dans le but d'améliorer la précision, nous avons utilisé une méthode analytique, couplée à chacun des trois modèles proposés, pour quantifier les pertes fer de la structure pour différents régimes de fonctionnement

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Hlioui, Sami. "Etude d'une machine synchrone à double excitation Contribution à la mise en place d'une plate-forme de logiciels en vue d'un dimensionnement optimal." Phd thesis, Université de Technologie de Belfort-Montbeliard, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00344568.

Full text

Abstract:

Dans le cadre de la motorisation électrique des véhicules dits « propres » (tels que les véhicules hybrides) où le cahier des charges est difficile à satisfaire, une dizaine d'équipes dans le monde prospectent des topologies de machines synchrones qui permettraient de combiner la souplesse de fonctionnement de la machine synchrone à excitation bobinée aux avantages de la machine synchrone à aimants permanents.
Parmi ces structures, nous trouvons la Machine Synchrone à Aimants Permanents à Concentration de Flux et à Double Excitation (MSAPConFDE) qui fait l'objet des travaux de recherche présentés dans cette thèse réalisée dans le cadre d'une coopération interuniversitaire entre le laboratoire SET de l'Université de Technologie de Belfort-Montbéliard et le laboratoire SATIE de l'Ecole Normale Supérieure de Cachan. On s'est intéressé, en premier lieu, à l'étude par la méthode des éléments finis de cette structure. Les modèles prennent en compte l'aspect tridimensionnel de la MSAPConFDE, l'anisotropie du feuilletage et la saturation magnétique. Ils ont permis d'approfondir la compréhension des phénomènes qui régissent le fonctionnement d'une telle structure et d'analyser les différents trajets de flux. En second lieu, des modèles analytiques, basés sur la méthode des schémas réluctants, ont été établis. Les trajets de flux tridimensionnels, la saturation magnétique et les différents trajets de fuites ont été pris en compte. Finalement, ces modèles ont été exploités dans une démarche de pré-dimensionnement optimal basée sur l'algorithme génétique. Les résultats obtenus nous encouragent à enrichir l'outil de pré-dimensionnement par de nouveaux modèles de machines synchrones et par différents algorithmes d'optimisation. Ceci permettra d'aboutir vers une plate-forme de logiciels pour le pré-dimensionnement optimal des machines synchrones pour un cahier des charges donné.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

Hlioui, Sami. "Étude d'une machine synchrone à double excitation : contribution à la mise en place d'une plate-forme de logiciels en vue d'un dimensionnement optimal." Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2030.

Full text

Abstract:

Dans le cadre de la motorisation électrique des véhicules dits « propres » (tels que les véhicules hybrides) où le cahier des charges est difficile à satisfaire, une dizaine d’équipes dans le monde prospectent des topologies de machines synchrones qui permettraient de combiner la souplesse de fonctionnement de la machine synchrone à excitation bobinée aux avantages de la machine synchrone à aimants permanents. Parmi ces structures, nous trouvons la Machine Synchrone à Aimants Permanents à Concentration de Flux et à Double Excitation (MSAPConFDE) qui fait l’objet des travaux de recherche présentés dans cette thèse réalisée dans le cadre d’une coopération interuniversitaire entre le laboratoire SET de l’Université de Technologie de Belfort-Montbéliard et le laboratoire SATIE de l’Ecole Normale Supérieure de Cachan. On s’est intéressé, en premier lieu, à l’étude par la méthode des éléments finis de cette structure. Les modèles prennent en compte l’aspect tridimensionnel de la MSAPConFDE, l’anisotropie du feuilletage et la saturation magnétique. Ils ont permis d’approfondir la compréhension des phénomènes qui régissent le fonctionnement d’une telle structure et d’analyser les différents trajets de flux. En second lieu, des modèles réluctants ont été établis. Les trajets de flux tridimensionnels, la saturation magnétique et les différents trajets de fuites ont été pris en compte. Finalement, ces modèles ont été exploités dans une démarche de pré-dimensionnement optimal basée sur l’algorithme génétique. Les résultats obtenus nous encouragent à enrichir l’outil de pré-dimensionnement par de nouveaux modèles de machines synchrones et par différents algorithmes d’optimisation
The work presented in this thesis is a contribution to the optimal design of a non conventional machine: Hybrid Excitation Synchronous machine (HESM) and was conducted between the SET laboratory of the UTBM and the SATIE laboratory of the ENS Cachan. The HESM has two excitation sources: one with permanent magnets in focusing configuration and a wound excitation located in the stator. Excitation coils are used to control the air gap magnetic flux generated by the permanent magnets in order either to reinforce it or weaken it. Firstly, 3D finite elements analysis was performed in order to study the impact of the main machine’s parameters on its capability of excitation flux controlling. Secondly, equivalent magnet circuit model has been established. 3D flux paths, leakage flux and saturation phenomena were taken into account. Finally, theses models were used in an optimal design process by using an evolutionary algorithm (NSGA-II) in order to optimize the studied structure for a given specification sheet

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Amara, Yacine. "Modélisation pour le dimensionnement des machines électriques. Application à des machines spéciales." Habilitation à diriger des recherches, Université du Havre, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831948.

Full text

Abstract:

Après mes travaux de thèse effectués au Laboratoire l'Electricité, Signaux, et Robotique, (LESiR) de l'Ecole Normale Supérieure de Cachan, devenu depuis Laboratoire des Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), j'ai eu la chance de travailler au sein de différentes équipes de recherche en génie électrique, tout d'abord, en Grande Bretagne, à l'"Electrical Machines and Drives Group" de l'Université de Sheffield, puis à Belfort au Laboratoire d'Electronique, Electrotechnique et Systèmes (L2ES), et enfin au Havre, au sein du Groupe de Recherche en Electrotechnique et Automatique du Havre (GREAH). Ce document me permet de présenter ces travaux afin de solliciter une Habilitation à Diriger des Recherches. Ce mémoire comporte trois parties. Une première partie où sont regroupés mon CV, une présentation de mes activités d'enseignement, d'administration, d'encadrement et de recherche et enfin une énumération des publications auxquelles j'ai participé. Dans la seconde partie, qui constitue le cœur de ce mémoire, une présentation plus approfondie de mes thématiques de recherche sera abordée. Ces thématiques sont regroupées en deux catégories : l'une plus fondamentale, du point de vue des sciences de l'ingénieur, concerne la modélisation des machines électriques, et la seconde plus applicative concerne les machines synchrones à double excitation. Alors que lors de mes travaux de thèse, qui concernaient les machines synchrones à double excitation, j'ai été plus utilisateur que développeur de méthodes de modélisation, je me suis de plus en plus orienté vers le développement de modèles au cours de mon séjour à l'Université de Sheffield et maintenant au GREAH. Les modèles développés sont bien adaptés pour le dimensionnement optimal des machines électriques. Ils sont de deux natures : * modèles analytiques ; * modèles semi-numériques. Les modèles analytiques sont basés sur la résolution formelle des équations de Maxwell dans les régions à perméabilité uniforme. Par modèles semi-numériques on entend les modèles basés sur les réseaux de permeances. La thématique des machines synchrones à double excitation, bien que n'étant pas une problématique fondamentale à proprement dit, permet d'apporter des réponses à des problématiques qui ne le sont pas moins : "défluxage" des machines à aimants permanents, optimisation énergétique, et enfin augmentation du coût des aimants permanents. Cette thématique est essentiellement menée en collaboration avec des collègues de l'équipe Systèmes d'Énergies pour les Transports et l'Environnement (SETE) du SATIE. Enfin, dans la troisième partie un bilan global des activités de recherche est dressé. Ce bilan permettra de revenir sur les points que je considère essentiels de ces activités, et de dégager quelques perspectives aux court, moyen, et long termes.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Rabih, Amine. "Calcul et optimisation des machines hybrides à double excitation axiale : dimensionnement et choix des aimants permanents." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL013N.

Full text

Abstract:

Ce travail a été consacré au calcul de champ et à l'optimisation d'une machine à reluctance variable à double excitation axiale par une méthode analytique et une méthode numérique. Pour les machines à reluctance variable à double denture, le calcul de champ par des méthodes numériques présente certains inconvénients, surtout en régime saturé si les problèmes sont traités en 3-dimensions. Il est donc préférable de recourir à d'autres méthodes souples, efficaces et rapides. Notre méthode fait appel à certaines approximations sur la longueur des lignes de champ dans l'entrefer et à la théorie des circuits magnétiques ; elle permet de calculer le champ, en régime saturé, en tout point dans la machine et pour toutes les positions relatives des dents statorique et rotorique. Elle permet, de plus, une optimisation aisée des machines à double denture. Un calcul de champ par une méthode numérique des différences finies (difimedi) ainsi que des résultats expérimentaux permettent de confirmer la validité de la méthode proposée. Nous étudions les machines hybrides de point de vue énergétique et utilisons le concept de l'énergie transmissible dans le plan d'énergie ; ce qui permet de connaitre les performances dynamiques de ces machines, et nous comparons enfin les performances dynamiques d'un même moteur pour différentes alimentations. La structure à double excitation axiale, dans certaines conditions se révèle intéressante dans la recherche de couples massiques importants. On montre notamment qu'un accroissement important (supérieur à 50 %) du couple dynamique des moteurs étudiés, peut ainsi être obtenu grâce à l'utilisation des deux sortes d'aimants en réservant la meilleure qualité à l'aimant possédant la plus petite surface

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

Nasr, Andre. "Nouvelles structures de machines électriques pour la génération embarquée avionique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLN065.

Full text

Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse abordent le sujet de la génération électrique embarquée dans les avions de futur. L'objectif principal étant de trouver de nouvelles structures de machines électriques qui peuvent répondre aux nouvelles exigences avioniques. Nous nous sommes particulièrement intéressés à une Machine à Commutation de Flux à Double Excitation avec Pont Magnétique (MCFDEPM). La structure de cette machine présente plusieurs avantages comme des sources d'excitation statiques, un rotor passif et une structure particulière du stator qui permet d'avoir une faible tension rémanente respectant ainsi les contraintes de sécurité du cahier des charges. Dans le premier chapitre, nous avons présenté un état de l'art sur les machines à commutation de flux à simple et à double excitation. Nous avons donné aussi les règles qui définissent le choix du nombre de pôles statoriques et rotoriques. Le chapitre 2 a été consacré pour étudier les performances électromagnétiques de la MCFDEPM en utilisant un modèle en éléments finis. Ce modèle a été validé par des mesures expérimentales réalisées sur un prototype 3 kW. Dans un dernier chapitre, nous avons mis en place une méthodologie d'optimisation en éléments finis pour améliorer les performances en charge de la MCFDEPM et limiter sa tension rémanente. Les résultats de l'optimisation ont montré des performances bien améliorées. La MCFDEPM se présente comme une bonne candidate pour remplacer la machine à 3 étages dans l'avion du futur
This work addresses the subject of the embedded electric generation in future aircraft. The main objective is to find a new electrical machine structures that can meet the new avionic requirements. We have been particularly interested in a Hybrid Excited Flux Switching machine with a Magnetic Bridge (HEFSMMB). The structure of this machine has several advantages such as static excitation sources, a passive rotor and a unique stator structure which makes it possible to have a low residual voltage, thus respecting the safety constraints. We have presented in the first chapter a state of the art on singly and doubly excited flux switching machines. We have also given the rules which define the choice of the number of stator and rotor poles. Chapter 2 was devoted to study the electromagnetic performances of the HEFSMMB using a finite element model. This model has been validated by experimental measurements carried out on a 3 kW prototype. In the final chapter, we have put in place an optimization methodology in order to improve the overall performances of the HEFSMMB and to limit its residual voltage. The optimization results showed much improved performances. It can be concluded that the MCFDEPM is a good candidate to replace the three-stage machine in future aircraft

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Li, Li. "Etude et mise au point d'une nouvelle famille d'alterno-démarreur pour véhicules hybrides et électriques." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00639305.

Full text

Abstract:

Les travaux de cette thèse portent sur une nouvelle structure de machine à double excitation (MSDE) pour l'application des véhicules hybrides et électriques. Ce type de machine, ayant deux sources d'excitation, bénéficie un degré de liberté supplémentaire et un contrôle facile sur le flux. Grâce à ce degré de liberté, la machine peut être dimensionnée de manière que son meilleur rendement coïncide avec la zone de fonctionnement la plus sollicitée de la machine. Cette nouvelle structure a fait l'objet principal de ce mémoire. Le fonctionnement de la MSDE est présenté dans les deux premiers chapitres. La machine est dimensionnée suivant un cahier des charges pour véhicule hybride. La validation expérimentale a confirmé le bon fonctionnement de la structure et montré son intérêt. Une autre problématique dans le dimensionnement de la machine est l'aspect thermique car les machines sont devenues de plus en plus compactes et puissantes. Une estimation correcte des pertes est indispensable pour évaluer correctement les performances de la machine. C'est la raison pour laquelle on a décidé de consacrer une partie de cette thèse à la modélisation des pertes fer, dont l'estimation n'est pas évidente.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Jarrot, Damien. "Contribution au développement d'outils de conception de machines synchrones à aimants permanents en vue de l'intégration convertisseur-machine : étude des machines électriques double étoile à coupleur magnétique intégré pour une application aéronautique." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://oatao.univ-toulouse.fr/17868/1/Jarrot_Damien.pdf.

Full text

Abstract:

A l’heure où la distribution de l’énergie électrique reste encore en discussion pour les nouvelles générations d’avions de transports civils ou militaires, une remise en cause du niveau des tensions continues disponibles pourrait porter les bus de tension de 270Vdc à 540Vdc. De fait, les équipementiers devront proposer des produits facilement adaptables à ces deux niveaux de tension. Par ailleurs, la course au rendement nécessite de revoir les systèmes actuels en proposant des versions plus compactes, fonctionnant à des meilleurs niveaux de rendement. L’atteinte de ces objectifs peut passer par une rupture technologique qui devrait s’opérer dans le domaine de la conversion d’énergie avec l’avènement, d’une part, des composants « grand gap », d’autre part, l’exploitation de structures innovantes de convertisseurs de puissance autore configurables. Les systèmes associant plusieurs convertisseurs et plusieurs machines, appelés communément Systèmes Multi-Convertisseurs Multi-Machines (SMCMM), jouent également un rôle prépondérant grâce aux avantages qu’ils présentent tels que, la modularité, la sûreté et l’accroissement de puissance. Néanmoins, si a priori, l’innovation technologique porte sur le convertisseur statique, le rendement d’un système électromécanique alliant convertisseur et machine ne correspond pas en général au produit des rendements de chacun des composants qui le constituent. En effet, le fonctionnement global fait apparaître de nouvelles problématiques. Dans ce contexte, la ligne directrice de ces travaux de recherche porte sur une méthodologie générale et le développement d’outils qui permettent d’étudier ces systèmes dans leur globalité. L’enjeu scientifique de cette étude consiste à adapter au mieux la machine à son convertisseur, optimiser la qualité du couple (amplitude et ondulations), donc à dimensionner et optimiser une machine qui réponde non seulement à la fonction principale visée par l’application, produire un couple mécanique à une vitesse donnée, mais qui satisfasse aussi une, voire plusieurs fonctionnalités requises pour l’utilisation d’onduleurs reconfigurables en tension. Afin de constituer une palette d’outils qui permettra de développer une méthodologie générale d’analyse des SMCMM, un outil de génération et de caractérisation systématique des bobinages et des aimants permanents est développé. Ce premier outil couplé à un modèle de type champ, basé sur la résolution analytique des équations du champ magnétique, est capable de fournir les performances électromagnétiques de la machine en fonction des critères du concepteur. Ensuite, un second outil qui permet d’appliquer la théorie d’une vision de conception par l’adéquation des sources du champ dans une machine, est développé. Nous pouvons alors rechercher la possibilité de maximiser le couple en adaptant, soit les bobinages, soit les aimants permanents. Pour étendre les précédents résultats à un cas général, un problème d’optimisation est formulé. Pour cela, un problème inverse à variables mixtes, relations complexes et non linéaires, est résolu avec un algorithme de type « boîte noire ». Les travaux se focalisent ensuite sur l’intégration de la fonction coupleur magnétique, puis sur la mise en évidence des conditions de fonctionnement optimal d’une machine synchrone à aimants permanents montés en surface et à double étoile (MSAPDE), alimentée par deux convertisseurs en parallèle reconfigurables en tension à commande entrelacée. Cette démarche est une première approche concrète de l’intégration machine convertisseur. Les courants induits dans les parties conductrices de la machine en mouvement sont modélisés afin de vérifier en fonction de la fréquence, leurs effets sur la fonction de coupleur magnétique. Finalement, après des simulations numériques qui permettent d’analyser et de classifier les avantages et les inconvénients de plusieurs solutions de machines, la réalisation de deux démonstrateurs de MSAPDE à coupleur intégré est initiée

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

Rain, Xavier. "Contributions à la commande et à la conception des machines à réluctance variable à double saillance." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112170.

Full text

Abstract:

Dans le domaine du véhicule électrique, la chaîne de traction allant de la batterie de stockage aux roues en passant par le moteur constitue le cœur du système. Elle bénéficie régulièrement d’innovations technologiques rendant ce véhicule de plus en plus attractif. Actuellement, les motorisations proposées par les constructeurs sont classiques, de type synchrone à rotor bobiné, à aimant permanent ou asynchrone. De conception éprouvée et dotées de lois de commande complexes et parfaitement maîtrisées, elles offrent de bonnes performances.Cependant, les industriels explorent de nouvelles motorisations moins conventionnelles permettant de réduire leur coût de fabrication, tout en maintenant les performances. Une des solutions possibles est la machine à réluctance variable à double saillance (MRVDS). En effet, elle est de conception simple et constituée de matériaux peu couteux. Son rotor complètement passif lui confère une très bonne robustesse et une vitesse de rotation élevée, nécessaire à une certaine compacité.Néanmoins, son pilotage est beaucoup plus complexe que pour les autres machines, elle est relativement bruyante et son couple présente des ondulations non négligeables.Nos travaux ont pour but de contribuer à l’amélioration des performances de la MRVDS du point de vue contrôle, caractéristiques de couple et efficacité énergétique sur une plage de vitesse importante. Ils ont alors été conduits selon deux axes : un axe commande et un axe conception.Afin de satisfaire un contrôle du couple le plus parfait possible, de nouveaux régulateurs de courant à la fois performants et relativement simples à implémenter sur cible logicielle ont été présenté dans un premier temps. Ensuite, nous avons proposé une implémentation partitionnée de la commande de la MRVDS sur cibles logicielle et matérielle. L’objectif est ici de conserver les performances de la commande dans le cas de l’utilisation d’un processeur économique, dont la période d’échantillonnage serait relativement importante, et tout particulièrement à haute vitesse. Une carte FPGA (Fied Programmable Gate Array) a alors été mise en œuvre.Pour améliorer les caractéristiques de couple en fonction de la vitesse ainsi que le rendement de l’ensemble moteur-convertisseur, une nouvelle structure de MRVDS non conventionnelle a été proposée. Elle est munie d’un bobinage auxiliaire créant une excitation magnétique dans chaque phase.Une étude a d’abord été menée à l’aide de simulations basées sur un nouveau modèle. Elle a permis de mettre en évidence les avantages d’une excitation par rapport à une MRVDS classique. Afin de valider les résultats, un prototype a ensuite été conçu, réalisé et expérimenté.Une part importante de ces travaux a ainsi été consacrée à la mise en œuvre de plateformes expérimentales et à la réalisation de nombreux essais permettant de valider les développements théoriques, tant du point de vue commande sur une MRVDS 8/6 que conception sur une MRVDS 6/4
For electric vehicles, traction from storage battery to the wheels through the engine is the heart of the system. It regularly enjoys technological innovations making this vehicle more attractive. Currently, machines offered by manufacturers are classic, synchronous and induction machines. With complex laws, they offer good performance.However, manufacturers are exploring new unconventional machines to reduce their manufacturing cost while maintaining performance. One possible solution is the switched reluctance machine (SRM). Indeed, its design is simple and made of inexpensive materials. Its rotor completely passive gives it a very good robustness and high rotational speed required for certain compactness. However, its operation is much more complex than for other machines, it is relatively noisy and has significant torque ripple.Our work contributes to the improvement of SRM’s performance in terms of control torque characteristics and global efficiency over a large range speed. They were driven on two axes: one control axis and one design axis.To satisfy a torque control as perfect as possible, new currents controller both efficient and relatively simple to implement on software target were first presented. Then we proposed a SRM's control implementation on hardware and software targets. The objective is to maintain the performances in the case of an important sampling period, especially at high speeds. So an FPGA circuit (Fied Programmable Gate Array) was used.To improve torque characteristics depending on the speed, and global efficiency, a new SRM structure has been proposed. It is provided with an auxiliary coil creating a magnetic excitation in each phase. A study was initially conducted using simulations based on a new model. It helped to highlight the benefits of excitement compared to a conventional SRM. To validate the results, a prototype was then designed, built and tested.An important part of this work has been devoted to the implementation of experimental platforms and implementation of numerous tests to validate the theoretical developments, both in terms of control on a 8/6 SRM and design on a 6/4 SRM

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

Kenmoe, Fankem Éric Duckler. "Étude des différentes structures d'actionneurs de positionnement pour l'aéronautique." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0172/document.

Full text

Abstract:

Pour certaines applications de positionnement dans les systèmes embarqués la puissance ou les couples mis jeu en peuvent être faibles. Les actionneurs utilisés pour ces applications sont équipés de machines pas à pas telles que les machines réluctance variable excitées ou non, ou encore des machines synchrones à aimants permanents. En aéronautique, ces actionneurs doivent être les plus compacts possibles et la continuité de service est exigée. La redondance partielle ou totale de l'actionneur est solution permettant d'assurer la continuité de service. Nous avons étudiés plusieurs structures de machines notamment les machines à deux voies d'enroulement pour leurs compacité telles les machines à reluctance variable à excitation homopolaire (MRVH-2C) et les machines synchrones à aimants permanent (MSAP-DE). Dans le but faciliter ou motiver le choix de l'une ou l'autre des structures, nous avons développé des modèles de machines capables de fournir des informations sur les grandeurs mesurables ou non, et sur le comportement des actionneurs. Ainsi à partir d'un calcul éléments finis 2D nous avons mis au point plusieurs modèles couplés EF 2D réseau de perméances de la MRVH-2C qui tiennent compte de l'état de saturation magnétique et du caractère tridimensionnel de cette machine. Ceux-ci ont été utilisés pour simuler le comportement de l'actionneur dans différents situations. Toujours pour une application de positionnement à faibles puissance et basse vitesse, nous avons dimensionné, modélisé et simulé une MSAP-DE commandée en boucle fermée et qui, de façon intrinsèque tolère le défaut de court-circuit triphasé grâce à sa résistance de phase qui est élevée
For certain applications of positioning in embedded systems power or torque needed can be low. Actuators used for these applications can be equipped with stepper machinery such as variable reluctance machines excited (or not) or permanent magnets synchronous machine. In aeronautic these actuators should be as compact as possible and continuity of service is required. Partial or total redundancy of the actuator can ensure the continuity of service. We have studied various structures of machines particularly double channel machines for their compactness such as two channels hybrid variable reluctance machines (2C-HVRM) and double channel permanent magnets synchronous machines (DC-PMSM). In the aim of facilitating or of justifying the choice of one or the other of these structures, we have developed models of able to provide information on measurable (or non measurable) features, and the behavior of the actuators. So from a 2D finite element calculation we have developed several coupled 2D FE permeances network models of a 2C-HVRM tacking account of the magnetic saturation state of this machine and its three-dimensional character. These models were used to simulate the behavior of the actuator in different situations. Always for positioning application with low power and low speed, we sized, modeled and simulated a DC-PMSM close loop controlled. That machine is intrinsically tolerant to phase short-circuit fault, thanks to its high phase resistance

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

Gimeno, Anthony. "Contribution à l'étude d'alternateurs automobiles : caractérisation des pertes en vue d'un dimensionnement optimal." Compiègne, 2011. http://www.theses.fr/2011COMP1923.

Full text

Abstract:

L’arrivée de normes anti-pollution de plus en plus strictes ainsi que l’augmentation du prix du pétrole poussent les équipementiers et les constructeurs automobiles à la recherche de solutions de plus en plus propres pour l’avenir. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte et se veut être une contribution à l’amélioration du rendement de la fonction génératrice automobile au sein d’un véhicule à propulsion thermique. Pour se faire, deux approches sont envisagées. Au cours de la première approche, une étude est réalisée sur la machine actuelle ainsi que sur les candidates à son remplacement. Afin de cibler et de comprendre l’évolution des différentes pertes, une modélisation analytique et énergétique de celle-ci est faite et une étude sur cycle VDA est réalisée. Nous soulignons l’importance des pertes fer dans une structure à griffes et étudions de ce fait l’influence de différents facteurs sur cette évolution. L’intérêt d’un couplage triangle au stator en termes de perte fer est souligné et l’apport d’un courant circulant à vide en termes de perte Joule est quantifié. Une étude est de plus réalisée sur la complémentarité d’une approche expérimentale et éléments finis sur une répartition des pertes fer stator / rotor à vide. Enfin, l’impact du redresseur sur la propagation des pertes fer est étudié. La deuxième approche nous conduit au dimensionnement d’une structure hybride à rotor bobiné et aimants inter polaires. Dans cette étude, nous proposons un couplage entre un dimensionnement analytique et éléments finis à travers la mise en place de plans d’expériences. Cette étude aboutie sur une cartographie de rendement de la structure hybride et souligne ainsi son intérêt en termes de rendement par rapport à une structure à griffes
The advent of more stringent anti-pollution standards and the rising of oil price, lead car manufacturers and automotive suppliers to find efficient solutions for our future. This thesis is a contribution to improving the performance of the electrical generating function in a thermal powertrain. Two approaches are considered in this work. In the first approach, a study is done on the current machine (called Lundell structure or claw pole machine). In a second approach, we design a structure abble to replace the claw pole alternator. To identify and understand the evolution of the different losses, a characterization of losses is made and a study on VDA cycle is completed. We stress the importance of iron losses in claw pole structure and thereby study the influence of various factors on its evolution. The interest of a delta conexion in terms of stator iron losses is emphasized and the impact of this current in terms of copper losses is quantified. A study is conducted over the complementarity of experimental and finite element approach on the repartition of iron losses between the stator and the rotor of this structure. Finally, the impact of the rectifier on the evolution of iron losses is studied. During this first approach, we also propose an analytical modeling of the machine and his efficiency. The second approach leads to design an hybrid structure based on a wound rotor synchronous machine with interpolar magnets. In this study, we propose a coupling between an analytical design and a finite element one through the establishment of experimental designs. This study leads to an efficiency map of the hybrid structure, highlighting its value in terms of performance relative to a claw pole machine

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

Bernot, Alix. "Modélisation et optimisation d'une machine électrique homopolaire en poudre de fer." Thesis, CentraleSupélec, 2015. http://www.theses.fr/2015SUPL0025/document.

Full text

Abstract:

Cette thèse présente l’étude d’une machine électrique à stator à flux transverse à griffes. Après une étude du SMC et des structures à flux transverse, une structure associant un stator à griffes à un rotor à aimants permanents est choisie. Un modèle de la machine par réseau de réluctances est développé, en s’appuyant sur des simulations éléments finis. Il est ensuite amendé par l’introduction d’hypothèses d’inclinaison de flux dans l’entrefer, puis il est validé par le test d’un prototype. L’architecture est alors optimisée après une analyse détaillée de la circulation des flux, qui permet d’identifier le problème de la saturation du pied de dents. Après des simulations éléments finis de la machine améliorée, un prototype est ensuite testé qui confirme l’apport de la nouvelle architecture.Une version alternative de la machine, avec un bobinage d’excitation au stator et un rotor massif est ensuite proposée. Cette machine promet une fabrication économique et une bonne robustesse. Un modèle analytique est proposé, accompagné d’une étude éléments finis, puis pour finir un prototype est testé. Une version améliorée de cette machine avec un rotor à dents isolés est ensuite proposée : un modèle analytique et des études éléments finis permettent de valider l’intérêt de cette évolution
This thesis presents the study of a claw-pole transverse flux electric machine. At first, SMC material properties and transverse flux structures are studied, leading to the choice of a structure combining a claw-pole stator and a permanent magnet rotor. The machine is modelled by the means of a magnetic equivalent circuit, with a reluctance network, developed with the help of finite elements simulation. The model is then changed with the introduction of the hypothesis that the flux is bent inside the airgap; it is then validated by the test of a prototype.The architecture of the machine is optimized after a detailed analysis of the flux circulation, leading to the identification of the tooth-tip saturation issue. After finite element simulation of the improved machine, a prototype is later tested, which confirms the gain brought by the new architecture.An alternative version of the machine, with a field winding attached to the stator and a massive rotor is then proposed. This machine promises to be cost-effective to build and robust thanks to its massive rotor. An analytical model of the machine is introduced, along with a finite element simulation, to end with the test of a prototype which confirms the possibilities of this new concept. An improved version of the machine with a rotor with isolated teeth is finally studied, with an analytical model and a finite element leading to the validation of the interest of this evolution

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Poure, Philippe. "Contribution à l'étude du filtrage dynamique d'un réseau électrique à l'aide d'une machine synchrone commandée par les grandeurs rotoriques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL004N.

Full text

Abstract:

Le développement de l'électronique de puissance est à l’origine de la pollution harmonique croissante des réseaux électriques. Les méthodes classiques de filtrage actif, série et parallèle, sont abondamment étudiées dans la littérature. Dans cette thèse, nous nous intéressons à une autre solution mettant en œuvre une machine synchrone dans le but de bénéficier du gain obtenu lors de la commande de la machine par les grandeurs rotoriques. Une étude analytique du filtrage d'harmoniques à l'aide d'une telle machine est d'abord présentée. Deux cas sont envisagés: soit la machine constitue la source du réseau, soit il s'agit d'une machine auxiliaire destinée au filtrage. C’est ce deuxième mode d'utilisation qui est ensuite développé dans le cas d'une machine destinée à filtrer un harmonique particulier. On montre qu'un filtre LC bouchon pour le régime fondamental est nécessaire. Cette solution conduit à un gain important. La simulation du système complet, constitué du réseau, du filtre bouchon, de la charge polluante et de la machine est envisagée. En boucle ouverte et en boucle fermée, les résultats de l'étude analytique sont confirmés. La robustesse du système vis à vis des valeurs des paramètres de la machine est également étudiée

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Shamsi, Nejad Mohammad Ali. "Architectures d'alimentation et de commande d'actionneurs tolérants aux défauts : régulateur de courant non linéaire à large bande passante." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL046N/document.

Full text

Abstract:

L’objectif de ce travail est d’étudier les différentes structures d’alimentation et de commande d’actionneurs dédiés aux systèmes embarqués, motorisés par des machines synchrones à aimants permanents (MSAP) alimentées par des onduleurs de tension. En analysant les avantages et les inconvénients de ces structures, nous choisissons deux structures à puissance segmentée: Une MSAP triphasée alimentée par deux onduleurs à trois bras et une MSAP double-étoile alimentée par deux onduleurs à trois bras. L’autre aspect étudié est la détection de défauts et la reconfiguration de l'alimentation et de la commande pour pouvoir fonctionner en mode dégradé. Pour les défauts circuit-ouvert ou court-circuit d'un transistor d'un onduleur, une ou plusieurs stratégies de commande en mode dégradé sont proposées. Les résultats de simulation et d’expérimentation permettent de valider l’efficacité des méthodes proposées. La dernière partie de ce travail est consacrée à l’étude et l’établissement de modèle pour un régulateur hybride de courant à large bande passante sous le nom d’hystérésis modulé. La comparaison de ses performances avec celles d’autres régulateurs est également effectuée
The objective of this work is to study different structures of supply and control of actuators for the embarked systems, motorized by permanent magnet synchronous machines (PMSM) supplied with voltage source inverters (VSI). By analyzing the advantages and the disadvantages of these structures, we choose two power segmented structures: a three-phase PMSM supplied with two three-leg VSI and a double-star PMSM supplied by two three-leg VSI. The other aspect is the fault detection and the reconfiguration of the supply and command to make possible the operation in degraded mode. For the open-circuit or short-circuit fault of an inverter switch, one or several strategies in degraded operating mode are proposed. The simulation and experimentation results validate the effectiveness of the proposed methods. The last part of this work is devoted to the study and modeling of a large band-width hybrid current controller named "modulated hysteresis". The performances of this controller are compared with the other regulators

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Machines synchrones à double excitation'

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