Spéc. : Génie Electrique
Encadrant(s) : G. Barakat, Y. Amara
Thèse : Modélisation des machines électriques par les réseaux de perméances génériques. Cas des machines à flux axial.
Mel : yanis.laoubi@etu.univ-lehavre.fr
Date de soutenance : 21 novembre 2017
Jury :
- M. Georges BARAKAT, PU, GREAH, Université Le Havre Normandie
- M. Yacine AMARA, PU, GREAH, Université Le Havre Normandie
- M. Sami HLIOUI, MCF, SATIE, CNAM de Paris
- M. Thierry LUBIN, MCF HDR, GREEN, Université de Lorraine
- M. Frédéric WURTZ, Directeur de Recherche CNRS, G2ELAB, INPG, Université de Grenoble
Résumé :
Le travail présenté dans ce mémoire traite de la problématique du dimensionnement de structures innovantes de génératrices, à savoir les machines à flux axial ou encore discoïdes, destinées aux éoliennes de grande puissance allant jusqu’à deux dizaines de mégawatts. Les machines synchrones à aimants permanents à flux axial étant intrinsèquement tridimensionnelles, l’optimisation de leur dimensionnement nécessite un modèle dimensionnant tridimensionnel et multiphysique qui peut être, de par sa nature 3D, très consommateur en mémoire et en temps de calcul. On se propose donc, dans ce mémoire, de développer une approche de modélisation par constantes localisées offrant un très bon rapport entre vitesse de calcul et précision afin d’accélérer de façon significative les premières phases de la procédure de dimensionnement. L’approche par constantes localisées peut par ailleurs s’appliquer de manière similaire aux principales physiques concernées (magnétique, thermique et mécanique). Plus particulièrement pour la partie magnétique, l’approche par constantes localisées est mise en œuvre par le biais de réseaux réluctants magnétiques génériques. Le principe de la méthode développée repose sur le découpage de la géométrie de la machine en volumes élémentaires finis parallélépipédiques à l’instar de qui est fait avec la méthode des éléments finis. En effet, chaque volume élémentaire étant modélisé par un réseau réluctant local, le découpage de la géométrie conduit à la génération automatique du système algébrique magnétique de la structure et dont la solution fournit la distribution locale du potentiel scalaire magnétique aux nœuds des volumes élémentaires. Cette approche de modélisation a été implémentée dans un code de calcul interne au GREAH. La modélisation de la génératrice à flux axial par réseaux réluctants a été validée par des simulations 2D et 3D par éléments finis. Le code de calcul développé intègrera les travaux en cours sur les modèles thermique et mécanique au GREAH afin d’aboutir à un code de calcul multi-physique par constantes localisées.
Mots-clés :
Modélisation tridimensionnelle, Générateurs électriques, Énergie éolienne, Réseaux de réluctance, Machine à flux axial, Modélisation 2D, Génératrice éolienne, Constances localisées