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Soutenance de Thèse : Alexandre GIRAUD

par Agnès Gaunie Picart - publié le

Caractérisation des matériaux magnétiques et calcul des pertes dans le stator des machines électriques fonctionnant à haute fréquence.

Mercredi 13 décembre 2017 à 10h30
Salle C002 site ENSEEIHT

Composition du Jury :
M. Yvan LEFEVRE Directeur de these

M. Jean-François LLIBRE Co-Directeur de these

M. Alix BERNOT Co-encadrant de these

Mme Afef KEDOUS-LEBOUC Rapporteur

M. Daniel MATT Rapporteur

M. Nelson SADOWSKI Examinateur

M. Laurent ALBERT Invité

Résumé :

Le travail proposé est le résultat d’une collaboration entre le Laboratoire Laplace et l’IRT Saint-Exupéry. Il s’inscrit dans un projet visant à améliorer l’intégration des systèmes électriques afin d’électrifier les aéronefs. Le réseau électrique avion, ainsi que les dispositifs de commande de ces machines, induisent une large augmentation de la proportion des pertes fer par rapport aux autres pertes. Les rendements diminuent et c’est surtout leur prédiction qui pose problème : les machines électriques sont surdimensionnées par sécurité, elles deviennent moins efficaces et le gain en masse est réduit. C’est pourquoi il est indispensable d’une part de comprendre le comportement des matériaux magnétiques utilisés dans les machines électriques dans des conditions non-idéales : il s’agit de la caractérisation des matériaux magnétiques. D’autre part, il est nécessaire d’améliorer les modèles de pertes fer afin de rendre leur prédiction efficace et optimiser le dimensionnement des machines électriques. Il sera alors possible d’envisager une optimisation plus globale de la chaîne électromécanique. Cette thèse est une première étape vers cette intégration globale. La caractérisation des matériaux fut faite sous diverses conditions. Tout d’abord, des champs magnétiques B unidimensionnels ont été étudiés. L’influence de leur spectre sur les pertes fer était au cœur de cette caractérisation : influence de l’amplitude ou de la fréquence dans le cas de champs sinusoïdaux, puis de la fréquence et de la phase d’harmoniques dans le cas de spectre plus complexes. Les pertes fer sont très sensibles à ces paramètres, ils sont donc à prendre en compte dans le dimensionnement des machines électriques. La modélisation des pertes proposée ensuite passe par une reconstitution du cycle d’hystérésis. Il s’agit donc de prédire le champ B à partir du champ H. Basée sur le modèle Play, la modélisation quasi-statique scalaire développée a montré sa précision et sa prédictibilité. Cependant, étant scalaire et quasi-statique, ce modèle ne fonctionne pas en fréquence. Un modèle analytique de courants de Foucault ainsi que des propositions de dynamisation ont été développés. Le modèle de courants de Foucault permet de tenir compte des effets de fréquence et donc de compléter le modèle quasi-statique.

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