Recherche Avancée

Thèse soutenue

Approche décentralisée de la machine synchrone à bobinage ouvert et de sa commande

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Auteur / Autrice : Louis Dassonville
Direction : Xuefang Lin-Shi, Jean-Yves Gauthier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance le 23/11/2023
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
Partenaire(s) de recherche : Membre de : Université de Lyon (2015-....)
Laboratoire : AMPERE - Génie Electrique, Electromagnétisme, Automatique, Microbiologie Environnementale et Applications (Rhône) - Ampère
Jury : Président / Présidente : Seddik Bacha
Examinateurs / Examinatrices : Xuefang Lin-Shi, Jean-Yves Gauthier, Seddik Bacha, Noureddine Takorabet, Éric Semail
Rapporteurs / Rapporteuses : Noureddine Takorabet, Éric Semail

Résumé

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Ces dernières décennies ont vu l’électrification de nombreuses applications, notamment dans le domaine du transport. Ces nouvelles applications de mobilité électrique demandent une grande fiabilité des groupes motopropulseurs (GMPs) électriques : elles ne tolèrent pas, en effet, la défaillance totale du GMP, en particulier dans le domaine aéronautique. La résilience et la densité de puissance sont les critères prépondérants de ces applications. Le travail présenté dans cette thèse propose une méthode d’analyse de la disponibilité des machines synchrones à aimants permanents (MSAPs). Il apparait que les machines à bobinage ouvert sont fortement résilientes aux défauts. De plus, cette résilience augmente avec le nombre d’enroulements et le nombre de phases. Elle peut être étendue au niveau du GMP dans son ensemble en adoptant une structure décentralisée enroulement par enroulement pour l’électronique et la commande. Cette structure de GMP soulève de nouvelles problématiques, notamment en termes de commande qui doit assurer le suivi d’une référence de courant sinusoïdale dans chaque enroulement sans disposer de l'information provenant des autres enroulements. Une commande décentralisée, basée sur la propriété de la platitude différentielle, a été proposée. Son efficacité a été vérifiée d’abord en simulation, puis par des essais expérimentaux réalisés sur une MSAP triphasée à bobinage ouvert à douze enroulements physiques. Les résultats obtenus permettent de confirmer la résilience aux défauts de circuit ouvert de la structure de GMP proposée. Ce travail de recherche a été mené en synergie avec d’autres travaux sur les machines multiphases basse tension et sur l’intégration de l’électronique de puissance. Un co-développement entre ces trois domaines de recherche a permis la conception d’un GMP hendécaphasé à forte densité de puissance, résilient aux défauts. Cette nouvelle approche décentralisée de conception du groupe motopropulseur ouvre de nombreuses perspectives de recherche, que ce soit dans le domaine des machines électriques, de l’électronique ou de la commande.