Recherche Avancée

Thèse soutenue

Etude paramétrique des performances d'une structure de machine synchrone à aimants alternés, concentration de flux et bobinages globalisés

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Philippe Tia
Direction : Christian Glaize
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électronique, optronique et systèmes
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Montpellier 2

Résumé

FR

Les travaux presentes dans cette these ont trait aux etudes parametriques d'une structure innovante de machine synchrone a aimants alternes, concentration de flux et petits plots magnetiques excites par bobinages globalises. Ils entrent dans le cadre des recherches sur les nouvelles structures de machines synchrones pour des applications specifiques de forts couples a basse vitesse. Ces machines se caracterisent d'une part par la dissociation geometrique d'echelles entre l'echelle de bobinage et celle de denture, d'autre part par l'accroissement de performances massiques et/ou volumiques resultant de la reduction homothetique de la taille de la zone active. On notera egalement la grande simplicite du bobinage. La concentration de flux offre, de plus, la possibilite de mettre en uvre des aimants economiques dans des machines performantes. Une etude parametrique de la machine, en regime lineaire, permet de definir la geometrie optimisant les efforts moyens a valeur efficace de courant donnee. Avec des aimants ferrites et en respectant les limitations magnetiques dues a la saturation et a la desaimantation, nous obtenons par simulation un effort moyen par entrefer de 1. 2 n/cm#2. Ce qui correspond a ce que l'on obtient classiquement avec les meilleurs aimants smco ou ndfeb. L'etude de la repartition de la fem et de l'effort moteur instantane dans une machine autopilotee, basee sur une modelisation magnetique obtenue par une approche couplee analytique et numerique, fait ressortir d'une part un comportement global de machine a fem sinusoidale, et d'autre part des ondulations de couple relativement importantes. La minimisation de ces ondulations passe egalement par la reduction du couple moyen resultant. L'analyse de l'influence des formes d'onde de courant usuelles a permis de definir, pour la geometrie minimisant les ondulations de couple, un comportement de machine synchrone a poles lisses, particulierement adaptee, par consequent, a une alimentation en courant sinusoidale. Une etude experimentale de deux prototypes de structure discoide realises au laboratoire a permis de valider les calculs de predeterminations effectues. Nous avons ainsi obtenu, pour l'une de ces machines, des performances massiques de 2 nm/kg et un effort surfacique de 1. 3 n/cm#2 pour une puissance de 1 kw a 1000 tr/mn