Machine Pentaphasée A Double Polarité Pour Electrification Du Domaine Des Transports Par Effet Boite De Vitesse Electromagnétique

Double polarity five-phase machine for eleification of transportation by a kind of electromagnetic gearboxctr

• Auteur / Autrice : Hussein Zahr
• Direction : Éric Semail, Franck Scuiller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 12/12/2016
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP) - Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - EA 2697 / L2EP
• Jury : Président / Présidente : Christophe Espanet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Semail, Franck Scuiller, Vincent Lanfranchi, Bassel Aslan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mohammed El-Hadi Zaïm, Emmanuel Hoang

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dispositifs électromagnétiques

Écoulement polyphasique

Moteurs électriques pour chemins de fer

Mots clés libres

Polyphasé

Traction électrique

Changement de polarité

Alimentation bi-Harmonique

Multi-Phase

Electric traction

Polarity change

Bi-Harmonic supply

Résumé

Les machines électriques à aimants, appréciées pour leurs densités énergétiques volumique et massique, équipent la majorité des véhicules électrifiés. Par contre, dans la zone à puissance constante d’un système de propulsion, les commander à pertes maîtrisées, cela en démagnétisant les aimants mais de façon réversible, reste une gageure, particulièrement sous environnement thermique changeant. Les solutions simples pour se prémunir d’une démagnétisation irréversible sont coûteuses: surdimensionner ou ajouter une terre très très rare (Dysprosium).Cette thèse propose d’ajouter à l’approche de la démagnétisation réversible universellement utilisée, celle d’une boite de vitesse électromagnétique. Pour cela on conçoit une machine pentaphasée à aimants.Passer de trois à cinq phases permet alors d’augmenter les paramètres de réglage de l’alimentation électrique et, moyennant approximation, de disposer de deux machines fictives à p et 3p paires de pôles, chacune pouvant contribuer de façon équivalente à la production du couple. Pratiquement, l’utilisation optimale de ces deux machines permet de reconstituer la fonction de boite de vitesse.

Permanent Magnet electrical machines , appreciated for their high power density, equip the majority of the electrified vehicles. However, controlling these machines, in the constant power range of the propulsion system while mastering the losses, with PM reversible demagnetization remains a challenge especially under varying thermal environnement. Proposed solutions aim for protecting PM from irreversible demagnetization are costly: oversizing or using very rare earth PM (Dysprosium).In this thesis, we proposed to add on the reversible demagnetization approach universally used , that of a electromagnetic gearbox. Thus, we design a five phase PM machine.Increasing the phase number from three to five, increases the adjustment parameter of the electrical supply, and allows to have two fictitious machines with p and 3 p poles. Each fictitious machine contributes equivalently in producing torque. Practically, the optimal use of these two machines leads to reconstructing the gearbox function.