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

par Sami Hlioui

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur. Génie électrique

Sous la direction de Abdellatif Miraoui.

Soutenue en 2008

à Besançon en cotutelle avec l'Université de Technologie de Belfort-Montbéliard .


  • Résumé

    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.

  • Titre traduit

    Study of a hybrid excitation synchronous machine : contribution to the development of a softaware tool for optimal design


  • Résumé

    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.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (171] p.]
  • Annexes : Bibliogr. p. 159-164

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Sc.2008.10.B
  • Bibliothèque : Université de technologie de Belfort-Montbéliard. Bibliothèque.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : THESE 08 HLI
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