Conception de systèmes d'alimentation sans contact pour la traction ferroviaire
Auteur / Autrice : | Jean-Romain Sibué |
Direction : | Jean-Paul Ferrieux, Gérard Meunier |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences et technologie industrielles |
Date : | Soutenance le 13/12/2011 |
Etablissement(s) : | Grenoble |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble) |
Jury : | Président / Présidente : Claude Marchand |
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Paul Ferrieux, Gérard Meunier, Robert Periot, Vincent Calvo, Timo Makarainen, Bas Van aarle | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Noel Burais, Francois Costa, Christian Degache |
Résumé
Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la conception et le dimensionnement de composant magnétique dédié au transfert d'énergie sans contact pour des applications ferroviaires de type tramway. Cette famille de composant présente un comportement fortement inductif. Un convertisseur à double fréquence de résonance est utilisé pour l'alimenter et compenser l'énergie réactive du coupleur. Pour parvenir à dimensionner ce composant et son convertisseur associé, un outil d'aide au dimensionnement a été mis au point. Celui-ci est basé sur des modèles analytiques du composant magnétique et de la structure d'électronique de puissance. Une fois le dimensionnement réalisé, une étude des pertes, dans les bobinages et les circuits magnétiques, est réalisée par simulation numérique en utilisant la méthode d'homogénéisation (représentation macroscopique des éléments avec des propriétés électromagnétiques complexes). Puis, la modélisation du comportement thermique du système est présentée afin de garantir la température de fonctionnement désirée. Afin de valider l'approche de dimensionnement et les outils mis en place, des expérimentations ont été menées sur des prototypes de 1,6 et 100 kW. Les résultats obtenus ont montré la précision et la pertinence de l'approche théorique. Cette étude valide la faisabilité de ce type de système forte puissance.