Modélisation et optimisation de structures de machines électriques pour applications à fort couple

29 Pages·2015·2.01 MB·French

by  Paul Akiki

Modélisation et optimisation de structures de machines
électriques pour applications à fort couple volumique
Paul Akiki
Journée des doctorants
11/06/2015
Directeur de thèse : Mohamed Bensetti
Thèse CIFRE
Encadrants : Jean-Claude Vannier
Philippe Dessante
Maya Hage-Hassan
Début de thèse: Octobre 2014
Plan
1. Présentation du sujet de thèse
2. Étude bibliographique
3. Étude comparative par simulations Éléments Finis
4. Modèle analytique du bobinage sur dents
5. Perspectives
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Plan
1. Présentation du sujet de thèse
2. Étude bibliographique
3. Étude comparative par simulations Éléments Finis
4. Modèle analytique du bobinage sur dents
5. Perspectives
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1. Présentation du sujet de thèse
Recherche d’un actionneur électrique à fort couple
Densité
volumique
de couple
élevée
Coût Moteur Basse
minimal électrique vitesse
Rendement
élevé
Etape d’optimisation pour atteindre les performances souhaitées
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Plan
1. Présentation du sujet de thèse
2. Étude bibliographique
3. Étude comparative par simulations Éléments Finis
4. Modèle analytique du bobinage sur dents
5. Perspectives
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2.Étude bibliographique
Quel type de moteur: Asynchrone/Synchrone ?
• Comparer différentes structures de machine asynchrone (MAS) et de machines
synchrones (MS) pour des applications à fort couple :

 MAS, Rotor Bobiné, MS Aimants Intérieurs, Machine Synchro-Réluctante,
Machines à Flux Axial, etc.

• Relever les avantages et les inconvénients de ces structures
Résultat: Machines synchrones (à aimants permanents, à réluctance, à flux
axial, etc.) pour des applications à forte densité de couple
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2.Étude bibliographique
État de l’art des machines synchrones fort couple
• Recherche de structures radiales et axiales dédiées à des applications
exigeant une forte densité de couple

• Classification des structures trouvées dans un tableau avec leurs principales
caractéristiques
Exemple du tableau:
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2.Étude bibliographique
Analyse de la classification réalisée
Objectifs
Lisible Evolutif Comparatif Tri selon un caractère
Tableau croisé dynamique
• Identifier les combinaisons de machines trouvées dans les articles référencés.

• Compter le nombre de machines réalisées selon chaque principe de
fonctionnement.

• Identifier les combinaisons non existantes dans la classification.
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Plan
1. Présentation du sujet de thèse
2. Étude bibliographique
3. Étude comparative par simulations Éléments Finis
4. Modèle analytique du bobinage sur dents
5. Perspectives
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3. Étude comparative par simulations Éléments Finis
Etude comparative de 4 structures de machines
Machines à Machine à Machine à
Machine à
aimants en concentration commutation
aimants en V
surface de flux de flux
Outil: FEMM (EF2D) + Matlab
Géométries:

• Bobinage concentré sur dents
• p=4 (8 pôles) pour les machines à aimants au rotor
• Nr = 10 ou 14 pour les machines à commutation de flux
• Mêmes dimensions du stator et du rotor pour toutes les machines
• Même volume d’aimants pour toutes les machines

Hypothèses

• N = 750 rpm
• Bases de comparaison: même nombre de spires et même courant efficace dans les
bobines (mêmes Ampères-tours)
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