Thèse soutenue

Dimensionnement et tenue dynamique de pièces de rotors électriques sous excitations MLI
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Auteur / Autrice : Margaux Topenot
Direction : Gaël ChevallierMorvan Ouisse
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance le 18/03/2021
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Vincent Lanfranchi
Examinateurs / Examinatrices : Gaël Chevallier, Morvan Ouisse, Vincent Lanfranchi, Etienne Balmès, Régis Dufour, Jean-Pierre Lombard
Rapporteurs / Rapporteuses : Etienne Balmès, Régis Dufour

Résumé

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Le pilotage par Modulation de Largeur d’Impulsion (MLI) des moteurs électriques induit des oscillations de couple au niveau du rotor sur une large plage de fréquence et avec des amplitudes importantes. Ces excitations peuvent conduire à la rupture des pièces tournantes. Ce pilotage couplé à des modèles mécaniques simplifiés rend le dimensionnement des rotors complexes, ce qui mène à un surdimensionnement. L’objectif de la thèse est de maîtriser les modélisations dynamiques des rotors et de définir une méthodologie de dimensionnement sous excitation MLI. Le premier apport méthodologique concerne une méthode de réduction du modèle mécanique du rotor s’appuyant sur une base de projection liant les DDLs du modèle complet aux DDLs en rotation du modèle réduit. De plus, l’estimation des contraintes dans les pièces tournantes sur une montée en vitesse, nécessaire au dimensionnement, est obtenue par opération inverse à partir de la résolution du problème dans l’espace réduit. Le second apport se focalise sur le comportement dynamique du paquet de tôles. Une méthodologie d’homogénéisation non-linéaire asymptotique est proposée. Les modules d’élasticité équivalents de l’empilement de tôles sont estimés à partir d’un ensemble de calculs quasi-statiques non-linéaires et par la prédiction de la précharge dans l’assemblage. Les résultats issus de cette méthode sont comparés à des essais expérimentaux sur deux cas, académique et industriel.