Machine synchro-réluctante à haute température interne (500° C)
Auteur / Autrice : | Hamed Elmadah |
Direction : | Noureddine Takorabet, Daniel Roger |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie électrique |
Date : | Soutenance le 09/10/2020 |
Etablissement(s) : | Université de Lorraine |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine (1992-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Groupe de recherche en énergie électrique de Nancy (Vandœuvre-lès-Nancy) |
Jury : | Président / Présidente : Michel Hecquet |
Examinateurs / Examinatrices : Noureddine Takorabet, Daniel Roger, David Malec, Sami Hlioui, Maya Hage Hassan | |
Rapporteur / Rapporteuse : David Malec, Sami Hlioui |
Résumé
Les machines électriques associées à leurs systèmes électroniques de commande offrent des possibilités fonctionnelles très intéressantes mais elles ne sont utilisables durablement que dans une gamme de température limitée à cause de leur système d’isolation électrique à base de polymère. Après avoir analysé les verrous technologiques qui limitent la température interne des machines électriques actuelles, la structure d’une machine capable de travailler à une température interne très élevée, de l’ordre de 500°C, est proposée. Cette machine est dotée d’un système d’isolation électrique inorganique dépourvu de polymère. Grâce à leur conception spécifique, les bobines réalisées et testées peuvent supporter durablement des contraintes imposées par les fronts raides des convertisseurs MLI alimentés par le bus HVDC 540V. Pour éviter les limites thermiques liées aux aimants, la structure proposée est celle de la machine synchro-réluctante à bobinage concentré. Le circuit magnétique est formé de tôles, FeCo au stator et FeSi au rotor, isolées par leur oxydation naturelle. Une étude théorique des topologies possibles et une démarche de conception et optimisation des formes des éléments critiques est menée. Un prototype qui met en œuvre les solutions proposées a été construit. Les essais menés avec ce prototype à une température ambiante de 320°C et une température interne de 550°C montrent qu’un fonctionnement durable à de telles températures est possible. Une analyse critique présente les nouvelles limites d’une telle machine.