Thème de recherche

Alimentation des Systèmes à Energie Embarquée (AS2E)

Problématique actuelle

Cet axe de recherche, débuté courant 1997, a pour but d'analyser les phénomènes de génération des bruits acoustiques, lors de l'association d'une machine électrique et d'un convertisseur de puissance (bruits magnétiques).

Ses applications peuvent être multiples, mais la conception de l'ensemble machine + convertisseur, à partir d'une approche analytique, et/ou l'adaptation en temps réel de la stratégie de découpage restent les buts principaux du travail effectué.

Les applications de l'étude envisagée et la volonté d'approcher les phénomènes électromagnétiques et vibratoires de manière unifiée nous ont naturellement conduits à une représentation des phénomènes basée sur l'analyse de Fourier. Une approche originale a été développée et a conduit à une formulation analytique unique, permettant la détermination des efforts radiaux, exercés sur le stator (source essentielle des bruits magnétiques), et des pulsations de couple de la machine, à partir de la connaissance de la répartition des bobinages et du contenu spectral des courants injectés.

Elle permet, en outre, d'aborder l'analyse modale de la structure de manière "naturelle". Un banc de caractérisation des phénomènes acoustiques et vibratoires a été développé grâce au soutien financier de l'ANVAR.

Les enjeux

Réduction des nuissances sonores des machines électriques et des convertisseurs dans les applications embarquées.

Description de l'étude

L'étude a pris de l'importance dans le cadre du projet PREDIT PROSODIE (PROpulsion Silencieux Optimisée DImensionnée pour l'Environnement). Elle vise à valider et à valoriser les acquis issus d'études précédentes sous financement ANVAR.

Le projet portait plus particulièrement sur le transport feroviaire et visait à intéger la dimension acoustique dès le dimensionnement de la machine électrique.

La contribution du LEC porte sur les bruits magnétiques isssus du couplage machine-convertisseur à vitesse variable. Actuellement, l'étude se poursuit dans le cadre des projets AROMAT et AVELEC

Partenariats

L2EP (Laboratoire d'Electrotechnique et d'électronique de puissance de Lille)

Alstom Transport

Publications

	J. Le Besnerais, V. Lanfranchi, M. Hecquet, P. Brochet Characterization of the audible magnetic noise emitted by traction motors in railway rolling stock Noise Control Eng. Journal, Vol 57, N°5, pp391-399, Sept. 2009

	J. Le Besnerais, V. Lanfranchi, M. Hecquet, G. Friedrich, P. Brochet Characterisation of radial vibration force and vibration behaviour of a PWM-fed fractionnal-slot induction machine IET, Electric Power Applications, May 2009 - Vol 3, Issue 3, p. 197-208

	J. Le Besnerais, V Lanfranchi, M. Hecquet, G. Lemaire, E. Augis, P. Brochet Characterisation and reduction of magnetic noise due to saturation induction machines IEEE Transaction on Magnetics, Vol.45, N°4, pp 2003-2008, April 2009

	J. Le Besnerais, V. Lanfranchi, M. Hecquet, P. Brochet Optimal Slot Numbers for Magnetic Noise Reduction in Variable-Speed Induction Motors IEEE Transactions on Energy Converters, Vol.24, N°4, pp 869-874, Dec 2009

	J. Le Besnerais, V. Lanfranchi, M. Hecquet, P. Brochet, G. Friedrich Acoustic noise of elctromagnetic origin in a fractionnal-slot machine COMPEL, Vol.27, N°5, 2008

	J. Le Besnerais, V. Lanfranchi, M. Hecquet, P. Brochet Multi-objective optimization of induction machines including mixed variables and noise minimization IEEE Transaction on Magnetics, Vol.44, N°6, pp1102-1105, 2008

	J. Le Besnerais, V. Lanfranchi, M. Hecquet. G. Friedrich Calcul du bruit acoustique d’une machine asynchrone à pas fractionnaire EF 2007, Toulouse, France, 6-7 septembre 2007

	J. Le Besnerais, M. Hecquet, V. Lanfranchi, P. Brochet Multi-objective optimization of the induction machine with minimization of audible electromagnetic noise. EPJ AP 2007, (n°39, pp 101-107 )

	J. Le Besnerais, V. Lanfranchi, M. Hecquet, P. Brochet Acoustic noise of electromagnetic origin in a fractional-slot induction machine. SSD 2007, Hammamet, Tunisie, 19-22 mars 2007.

	S. Vivier, A. Ait-Hammouda, M. Hecquet, F. Gillon, P. Brochet Vibro-acoustic optimization of a synchronous permanent magnet machine using the Experimental Design Method. SPRINGER Monograph, Recent Developments of Electrical Drives, chapter 1: Theory and Advanced Computational Methods in Electrical Drives.

	V. Lanfranchi, G. Friedrich, J. Le Besnerais, M. Hecquet Spread spectrum strategies study for induction motor vibratory and acoustic behavior. IEEE IECON 2006, 7-10 novembre 2006, Paris - France.

	V. Lanfranchi, A. Ait-Hammouda, G. Friedrich, M. Hecquet, A. Randria Vibratory and acoustic behavior of induction traction motors, machine design improvement . IEEE Industrial Application Society Annual meeting; 8-12 Octobre 2006, Tampa Floride

	J. Le Besnerais, A. Fasquelle, M. Hecquet, V. Lanfranchi, P. Brochet, A. Randria and D. Zorzynski A Fast Noise-Predictive Multiphysical Model of the PWM-controlled Asynchronous Machine. International Conference on Electrical Machine (ICEM), 2-5 septembre 2006, Chania - Grèce.