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Les
membres du Jury :
G. Friedrich,
Professeur des Universités, Université de Technologie
de Compiègne, Président
J.P
Vilain, Professeur des Universités, Université de Technologie
de Compiègne, Directeur de Thèse
C. Espanet, Professeur des Universités, Rapporteur
A. Foggia, Professeur Emérite, Rapporteur
N. Labbe, Encadrant, Valéo
S. Vivier, Maître de Conférence, Université de Technologie
de Compiègne
Contexte
:
Valeo,
groupe industriel indépendant entièrement focalisé sur la conception,
la fabrication et la vente de composants, de systèmes intégrés et
de modules pour les automobiles et poids lourds ; se classant parmi
les premiers équipementiers mondiaux.
Plus
précisément pour la Branche VES : conception de systèmes répondant
aux attentes de la première monte pour la gestion de l'énergie électrique,
c'est-à-dire la génération, le stockage, la distribution et la conversion
d'énergie électrique (alternateurs et démarreurs).
Résumé
:
Dans de nombreuses
applications du génie électrique, les machines à commutation mécanique
constituent encore à ce jour une solution pertinente à l'implantation
d'un actionneur électromécanique. Leur grande fiabilité et leur
coût de fabrication relativement limité restent des avantages indéniables
malgré les progrès récents de l'électronique. Ceci justifie les
recherches actuelles sur ces machines.
Le démarreur
automobile, dispositif permettant l'entraînement du moteur thermique,
doit répondre à un cahier des charges statique et dynamique exigeant.
Ces travaux présentent l'étude des machines électriques mises en
oeuvre dans les démarreurs. Deux méthodologies de modélisation y
sont présentées.
La première
consiste à résoudre les équations qui régissent le comportement
des circuits électriques équivalents aux différentes topologies
de la machine. Elle permet de ressortir les évolutions temporelles
de toutes les grandeurs électriques et magnétiques de la machine.
La seconde,
plus rapide, reprend la théorie de la modélisation des machines
synchrones par vecteurs d'espace. Une généralisation de cette théorie
à la machine à courant continu a été élaborée. Plusieurs dispositifs
expérimentaux ont permis d'enrichir ces modèles et de mener une
séparation des pertes sur deux appareils de la gamme des démarreurs
à aimants : le FS18 et le FS20. Un nouveau principe nommé VIVA a
été élaboré permettant une hausse du rendement des machines. Des
validations expérimentales ont permis la vérification des modèles
et la validation des concepts.
Abstract
:
In many applications
of electrical engineering, DC machines with mechanical commutator
are a relevant solution to the implementation of an electromechanical
actuator. Their high reliability and manufacturing costs remain
relatively low despite the undeniable benefits of recent advances
in electronics. This justifies the current research on these machines.
In such a
context, the starter motor must meet static and dynamic specifications.
These works present the study of electrical machines used in the
starters. Two modeling methodologies are presented.
The first
one consists in solving the equations governing the behavior of
equivalent electrical circuits for different topologies of the machine.
It can show the temporal evolutions of all the electrical and magnetic
quantities of the machine.
The second
one, faster, uses the theory of modeling of synchronous machines
by space vector. A generalization of this theory to the DC machine
has been developed. Several experimental devices have served to
enhance these models and carry out a separation of two starter losses
: the FS18 and FS20. A new principle called VIVA has been developed
to increase the performance of the machine. Experimental validation
led to the model verification and concepts validation.
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