Réduction des bruits et vibrations d'origine magnétique dans les machines synchrones par bobinage amortisseur
Auteur / Autrice : | Sijie Ni |
Direction : | Raphaël Romary, Bertrand Cassoret |
Type : | Projet de thèse |
Discipline(s) : | Sciences pour l'Ingénieur Génie Electrique |
Date : | Inscription en doctorat le Soutenance le 27/06/2023 |
Etablissement(s) : | Artois |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : LSEE - Laboratoire Systèmes Electrotechniques et Environnement |
Jury : | Président / Présidente : Vincent Lanfranchi |
Examinateurs / Examinatrices : Raphael Romary, Carole Henaux, Xavier Mininger, Frédéric Gillon, Bertrand Cassoret, Grégory Bauw, Jean Le besnerais | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Carole Henaux, Xavier Mininger |
Mots clés
Résumé
Cette thèse de doctorat présente une méthode passive de réduction des bruits et vibrations dans les machines synchrones à aimants permanents (MSAP), utilisant un enroulement amortisseur connecté à des condensateurs. Le principe est d'ajouter un enroulement auxiliaire dans les encoches du stator, court-circuité via des condensateurs externes. L'objectif du système amortisseur passif est de réduire les composantes harmoniques dinduction dans l'entrefer, réduisant ainsi les bruits et vibrations dorigine magnétique, en particulier les composantes aux hautes fréquences induites par la MLI. Tout d'abord, la thèse présente les origines du bruit et des vibrations ainsi que les méthodes existantes de réduction dans les machines électriques. En analysant des scénarios d'application complexes, la thèse met en évidence les avantages du système amortisseur passif. Deuxièmement, le modèle analytique des MSAP avec un système amortisseur est établi et des circuits électriques équivalents sont proposés dans le repère dq0. Troisièmement, des calculs analytiques basés sur des circuits électriques sont effectués et comparés aux simulations numériques par éléments finis pour étudier l'impact du système amortisseur dans les MSAP. Les résultats expérimentaux confirment l'efficacité du système et valident les études théoriques. Le niveau de bruit est réduit d'environ 6 à 14dB sous différentes conditions de fonctionnement. Il est constaté que le système amortisseur a un impact négatif sur le rendement de la machine et que l'enroulement amortisseur occupe inévitablement de l'espace dans les encoches du stator. Une étude d'optimisation paramétrique est ensuite réalisée pour étudier l'impact des différents facteurs sur le système amortisseur et sa performance sur la réduction du bruit et des vibrations. Une optimisation multi-objectifs basée sur le modèle analytique est finalement proposée pour équilibrer le volume de cuivre de l'amortisseur, l'effet de réduction du bruit et les pertes supplémentaires dues au système amortisseur, ce qui peut étendre l'application du système.