Moteur couple supraconducteur a aimants permanents

par Fabrice Simon

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de P. TIXADOR.

Soutenue en 1996

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    L'apparition, dans les annees 80, de supraconducteurs fonctionnant aux frequences industrielles, avec de tres faibles pertes, a relance l'etude des machines supraconductrices. L'association d'un induit supraconducteur statique avec un inducteur a aimants permanents conduit a des moteurs couples robustes. Ces structures hybrides tres compactes et legeres sont destinees aux systemes embarques, qui necessitent de forts couples massiques. Les essais menes sur une maquette de petite puissance ont valide le concept et les calculs theoriques. Pour tirer des conclusions sur cette structure hybride originale, il convenait de concevoir, construire et tester une machine de taille significative. L'objet de cette these est l'etude de definition de ce demonstrateur de 150 kw a 400 tr/min. En vue de la construction, une etude des materiaux utilises a ete menee, notamment sur les composites en fibre de verre. Les contraintes thermiques expliquent la structure, dite air, des moteurs hybrides. Apres une reflexion sur la realisation de l'induit et l'inducteur, la machine a ete calculee a partir d'un programme d'optimisation pour maximiser le rendement rapporte au couple massique. Le demonstrateur presente de bonnes caracteristiques, principalement limitees par la cryogenie. De nombreuses simulations numeriques, avec le programme d'elements finis flux3d, ont permis de mieux apprecier les caracteristiques de la machine. Enfin, l'extrapolation a de plus forts couples donne une idee du seuil de competitivite de ces moteurs hybrides et des gains possibles en termes de poids, encombrement et rendement. Une comparaison avec une solution classique a ete menee pour la chaine de traction du t. G. V.


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Informations

  • Détails : 212 P.
  • Annexes : 84 REF.

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