Recherche Avancée

Thèse soutenue

Étude d'une machine entièrement supraconductrice de 150 kW à 400 tr/min

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Auteur / Autrice : Hervé Daffix
Direction : Pascal Tixador
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Grenoble INPG
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006)
Jury : Président / Présidente : Marcel Jufer
Examinateurs / Examinatrices : Albert Lacaze, Bernard Trannoy, Yves Laumond, Yves Brunet

Résumé

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Les premières réalisations supra-électrotechniques AC sont très récentes. Dans le domaine des machines tournantes, les recherches antérieures concernent les alternatives. L'objet de ce travail est l'étude d'un moteur entièrement supraconducteur de 150 kW à 400 tr/min. Nous nous sommes intéressés au problème des pertes supraconductrices. Des programmes de calcul utilisables dans le cadre des machines tournantes ont été développés. Nous avons mis au point une méthode de mesure expérimentale, de nature électrique, qui fournit un signal de pertes et permet d'analyser les différentes contributions (hystérésis, champ propre, courants induits. . . ). Compte-tenu des contraintes cryogéniques, une machine supraconductrice se caractérise par sa structure l'aire. Cette configuration permet d'augmenter les performances volumique et massique, mais entraîne des problèmes de stabilité dynamique. Ce point peut être corrigé en autopilotant la machine par un convertisseur de puissance. La conception générale de la machine de 150 kW à 400 tr/min montre les performances atteintes par la solution entièrement supraconductrice. L'influence de certains paramètres de dimensionnement (taux d'utilisation du conducteur, nombre de paires de pôles. . . ) a retenu une attention particulière. Dans la mesure où les propriétés des semi-conducteurs dépendent fortement du champ local, l'étude électromagnétique a été particulièrement détaillée. La réalisation de l'ensemble des enroulements de l'induit montre qu'en soignant les techniques de bobinage, les performances atteintes sont proches des caractéristiques critiques du conducteur, mesurées en échantillon court. Enfin, pour étudier le seuil de compétitivité de la solution supraconductrice et montrer concrètement ce qu'amènerait la supraconductivité dans le domaine des systèmes embarqués, nous avons prédimensionné l'ensemble du matériel électrique concernant le futur T. G. V. 400 km/h