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Les
membres du Jury :
Guy Clerc,
Président, Rapporteur
Albert Foggia, Professeur Emérite, Rapporteur
Guy Friedrich, Professeur des Universités, Université
de Technologie de Compiègne, Directeur de Thèse
Jean-Claude Mipo, Responsable Valeo
Stéphane Vivier, Maître de Conférence, Univeristé
de Technologie de Compiègne, Co-encadrant
Résumé
de la thèse:
L'arrivée
de normes anti-pollution de plus en plus strictes ainsi que l'augmentation
du prix du pétrole poussent les équipementiers et les constructeurs
automobiles à la recherche de solutions de plus en plus propres
pour l'avenir. Cette thèse s'inscrit dans ce contexte et se veut
être une contribution à l'amélioration du rendement de la fonction
génératrice automobile au sein d'un véhicule à propulsion thermique.
Pour se faire, deux approches sont envisagées. Au cours de la première
approche, une étude est réalisée sur la machine actuelle ainsi que
sur les candidates à son remplacement. Afin de cibler et de comprendre
l'évolution des différentes pertes, une modélisation analytique
et énergétique de celle-ci est faite et une étude sur cycle VDA
est réalisée. Nous soulignons l'importance des pertes fer dans une
structure à griffes et étudions de ce fait l'influence de différents
facteurs sur cette évolution. L'intérêt d'un couplage triangle au
stator en termes de perte fer est souligné et l'apport d'un courant
circulant à vide en termes de perte Joule est quantifié. Une étude
est de plus réalisée sur la complémentarité d'une approche expérimentale
et éléments finis sur une répartition des pertes fer stator / rotor
à vide. Enfin, l'impact du redresseur sur la propagation des pertes
fer est étudié.
La deuxième approche nous conduit au dimensionnement d'une structure
hybride à rotor bobiné et aimants inter polaires. Dans cette étude,
nous proposons un couplage entre un dimensionnement analytique et
éléments finis à travers la mise en place de plans d'expériences.
Cette étude aboutie sur une cartographie de rendement de la structure
hybride et souligne ainsi son intérêt en termes de rendement par
rapport à une structure à griffes.
Abstract
:
The
advent of more stringent anti-pollution standards and the rising
of oil price, lead car manufacturers and automotive suppliers to
find efficient solutions for our future. This thesis is a contribution
to improving the performance of the electrical generating function
in a thermal powertrain. Two approaches are considered in this work.
In the first approach, a study is done on the current machine (called
Lundell structure or claw pole machine). In a second approach, we
design a structure abble to replace the claw pole alternator. To
identify and understand the evolution of the different losses, a
characterization of losses is made and a study on VDA cycle is completed.
We stress the importance of iron losses in claw pole structure and
thereby study the influence of various factors on its evolution.
The interest of a delta conexion in terms of stator iron losses
is emphasized and the impact of this current in terms of copper
losses is quantified. A study is conducted over the complementarity
of experimental and finite element approach on the repartition of
iron losses between the stator and the rotor of this structure.
Finally, the impact of the rectifier on the evolution of iron losses
is studied. During this first approach, we also propose an analytical
modeling of the machine and his efficiency.
The second approach leads to design an hybrid structure based on
a wound rotor synchronous machine with interpolar magnets. In this
study, we propose a coupling between an analytical design and a
finite element one through the establishment of experimental designs.
This study leads to an efficiency map of the hybrid structure, highlighting
its value in terms of performance relative to a claw pole machine.
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