Machine synchrone à réluctance : modèles équivalents à réseau de réluctances pour la simulation et l’optimisation

Synchronous Reluctance Machine : magnetic equivalent circuits for simulation and optimization

• Auteur / Autrice : Guilherme Bueno Mariani
• Direction : Jean-Paul Yonnet, Christian Chillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 29/03/2016
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Guy Friedrich
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Paul Yonnet, Christian Chillet, Nicolas Voyer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Matt, Abdelmounaïm Tounzi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Machines à réluctance

Machines synchrones

Électrotechnique

Mots clés libres

Machine synchrones à reluctance

Modélisation

Réseaux de reluctances

Optimisation

Synchronous reluctance machine

Modeling

Magnetic equivalent circuit

Optimization

Résumé

L’enjeu de la thèse concerne la modélisation électromagnétique des machines synchrones à réluctance, avec comme objectif final : obtenir un modèle suffisamment précis et rapide pour, d’une part, être capable de calculer les ondulations de couple et d’autre part servir pour de l’optimisation dimensionnelle et pouvoir être couplé à un logiciel de type circuit pour tester une loi de commande. Un modèle du type schéma réluctant a été mis en place petit à petit avec validations à chaque étape. La modélisation des échanges dans l’entrefer utilise en final une fonction originale (intégrale de Fermi-Dirac) qui a entièrement été paramétrée avec les dimensions caractéristiques de la machine.Ce modèle de la machine, piloté par les courant, a ensuite été couplé avec un circuit électrique grâce à une interface de transformation tension-courant. Les optimisations réalisées avec ce modèle ont permis de mettre en évidence certains manques dans les contraintes dimensionnelles initiales et, celles-ci corrigées, de montrer que ce modèle était parfaitement utilisable pour cette démarche d’optimisation.

This thesis aims the electromagnetic modeling of synchronous reluctance machines, with a final goal: to obtain a fast and sufficiently accurate model, able to calculate the torque ripple and to be used for optimal machine design and also capable to be coupled to circuit software to test control techniques.A MEC (magnetic equivalent circuit) model was created step-by-step and validated at each step. Final model of the air-gap is based on a function (Fermi-Dirac integral), which has been completely parameterized by machine dimensions. This model of the machine is driven by current; afterwards it was coupled with an electric circuit thanks to a voltage-current transformation interface. The optimizations made with the model allowed to highlight some deficiencies in the initial dimensional constraints. After corrections the model could be efficiently used in an optimization process.