Étude d'actionneurs électriques pour la tolérance aux fautes

Electrical actuators study fault tolerance

• Auteur / Autrice : Damien Birolleau
• Direction : Christian Chillet, Jean-Paul Yonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Mohamed Khémis Gabsi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Albert
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Georges Barakat, Guy Friedrich

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tolérance aux fautes (ingénierie)

Actionneurs

Moteurs à aimants permanents

Résumé

Le travail présenté concerne les actionneurs électriques pour des applications sécuritaires dans l'automobile comme la direction ou le freinage. Dans un premier temps, un bilan des solutions existantes pour rendre un actionneur électrique tolérant aux fautes, et donc capable de fonctionner après l'apparition d'un défaut, a été fait. Le court-circuit interne dans le bobinage ayant été montré comme un des défauts les plus problématiques, l'étude s'est concentrée sur des méthodes pour estimer l'impact de ce défaut sur des machines bobinées sur dent à aimants permanents en surface. Une modélisation utilisant un logiciel d'étude par éléments finis est développée, puis différentes approches par formules analytiques sont exposées. Ces modélisations analytiques permettent d'obtenir des ordres de grandeurs du courant de court-circuit, du couple et du champ dans les aimants lors de l'apparition du court-circuit dans le bobinage.

This work focuses on electrical actuators for safety critical applications in the automotive industry, as steer or brake. First, a bibliography to study existing solution to make a fault tolerant actuator, which means able to work after a fault, has been done. The internal short-circuit has been aimed as one of the most difficult faults to tolerate. Different methods to estimate this fault impact in tooth wound permanent magnet motors were developed. A modeling with a finite elements software is shown, then different analytical approaches are proposed. These analytical modeling bring orders of magnitudes for the short circuit current, the torque and the field in the magnets when an internal short-circuit occurred.