Méthodologies de simulation de de pré-dimensionnement vibro-acoustique des machines à reluctance variable

Vibro-acoustic sizing and simulation methodologies for switched reluctance machines

• Auteur / Autrice : Haïfa Mechmeche
• Direction : Michel Hecquet, Abdelmounaïm Tounzi, Frédéric Gillon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 10/07/2015
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Lille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP) - Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP)
• Jury : Président / Présidente : François Gautier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Lanfranchi, Xavier Mininger

Mots clés

Mots clés contrôlés

Convolutions (mathématiques)

Modèles acoustiques

Modèles mathématiques

Machines à réluctance

Bruit électromagnétique

Électromagnétisme

Acoustique

Vibrations

Mots clés libres

Vibration

Acoustique

Electromagnétique

Machine à reluctance variable

Modélisation multi-physique

Sonogramme de puissance acoustique

Modèles analytiques

Produit de convolution

Vibration

Acoustic

Electromagnetic

Switched reluctance motors

Multi-physic models

Sonogram of acoustic power

Analytical models

Convoulution

Résumé

Cette thèse de doctorat s'inscrit dans un projet pour le développement du véhicule électrique piloté par la société Renault. Il répond aux prévisions d’exploitation de véhicules électriques pour des déplacements interurbains et urbains afin d’améliorer les aspects environnementaux. L'objectif de nos travaux a été de développer un outil capable de prédire le bruit d'origine électromagnétique produit par des machines à rotor passifs : machine à réluctance variable, sur une large plage de vitesse. Pour cela, le développement d’un modèle vibro-acoustique reposant sur les équations aux dérivées partielles permet d’obtenir une bonne estimation des vibrations et du bruit de la machine pour une force donnée. Cette modélisation analytique couplée à un outil éléments finis, permettant ainsi d’estimer précisément les pressions radiales d’origine magnétique, fournit sous forme de sonagramme le bruit de la machine sur une large plage de vitesse. Cette approche dite hybride « numérique et analytique » offre l’avantage d’un très bon compromis temps de calcul – précision afin de concevoir des machines peu bruyantes. Enfin une analyse des effets de la saturation de ces machines ainsi qu’une analyse harmonique par produit de convolution sont fournis.

This thesis is related to the development of an electric car by Renault. This vehicle respects the constraints in order to improve environmental aspects. The aim of this work is to develop a tool capable of predicting electromagnetic noise generated by motors with passive rotor: switched reluctance machine, for a large range of speed.For that, a vibro-acoustic model based on an analytical approach was developed. It gives a good estimation of the vibrations and noise of the machine for a given force. This analytical model is coupled with Finite Element models which allows accurate estimation of radial Maxwell pressure and gives the sonogram of the radiated noise regarding a large range of speed.The advantage of this “hybrid” approach (Finite Element and analytical) is the very good compromise accuracy/computational time in order to design less noisy motors. Finally, an analysis of the saturation effect and harmonic analysis using convolution were performed.