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Dissertations / Theses on the topic 'SYNCHRONUS MACHINE'
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Orciari, Luca. "Rotor position estimation of a bearingless permanent magnet synchronus motor by machine learning techniques." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019.
Find full textAbstract:
In this testis project, developed at the university of Bologna at LAR (Laboratory of Automation and Robotics), is studied the reconstruction of the rotor attitude of Bearingless Permanent Magnet Synchronous Motor (BPMSM), by processing the output of six hall effect sensor using a neural network to improve an already existing model-based reconstruction algorithm.
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Rekioua, Toufik. "Contribution à la modélisation et à la commande vectorielle des machines synchrones à aimants permanents." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1991_REKIOUA_T.pdf.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail, est de modéliser et d'étudier par simulation numérique différentes méthodes de commande directe du couple d'une machine synchrone à aimants permanents à distribution sinusoïdale suivant le principe de la commande vectorielle. L'étude comporte trois parties: la première est consacrée à la modélisation des machines synchrones à aimants permanents associées à des convertisseurs statiques: nous décrivons ensuite la méthode de simulation numérique effectuée au moyen d'un générateur de programme: GASPE; enfin dans la dernière partie, nous étudions trois méthodes de commande directe du couple: contrôle des courants par hystérésis et dans le cas de l'alimentation par M. L. I. Contrôle des courants dans le repère de Park (d,q) lié au rotor puis dans le repère de phases (a,b,c) lie au stator nde vectorielle. L'étude comporte trois parties: la première est consacrée à la modélisation des machines synchrones à aimants permanents associées à des convertisseurs statiques: nous décrivons ensuite la méthode de simulation numérique effectuée au moyen d'un générateur de programme: GASPE; enfin dans la dernière partie, nous étudions trois méthodes de commande directe du couple: contrôle des courants par hystérésis et dans le cas de l'alimentation par M. L. I. Contrôle des courants dans le repère de Park (d,q) lié au rotor puis dans le repère de phases (a,b,c) lie au stator
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Wisniewski, Teodor. "Modélisation non-linéaire des machines synchrones pour l'analyse en régimes transitoires et les études de stabilité." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC092/document.
Full textAbstract:
Les travaux de recherche présentésdans cette thèse ont été effectués dans le cadred'une collaboration entre Leroy Somer et lelaboratoire de génie électrique et électronique deParis (GeePs). Ils ont pour objectif lessimulations des phénomènes observés en modetransitoire des machines électriques. Cessimulations sont particulièrement orientées parles nouvelles exigences issues du Grid Code pourles alternateurs connectés au réseau.Principalement, deux types de modèles ont étédéveloppés. Le premier se base sur unereprésentation de l’état magnétique de lamachine où chaque flux est exprimé en fonctiondes courants des différentes bobines. Le secondmodèle regroupe les courants en utilisant descourants magnétisants sur les axes d et q associésà des coefficients de saturation pour chaque fluxet simplifie la représentation magnétique,notamment pour la prise encompte du circuit amortisseur. Avec unemodélisation suffisamment précise ducomportement magnétique non linéaire de lamachine, ils permettent de mieux prédire lescourants et le couple électromagnétique lors desdéfauts tels que les creux de tension. Les travauxeffectués présentés dans ce mémoire ont permis,en partant des descriptions des saturationstrouvées dans une machine, de définir desméthodes pour incorporer la saturation dans lesmodèles de type circuit et finalement d’aboutirau choix du modèle non-linéaire pour unemachine électrique donnée. Grâce à un temps decalcul réduit, ils ont aussi conduit à l'intégrationsous Simulink de modèles de la machine et dusystème d'entrainement pour la réalisationd'études de stabilité et pour créer unenvironnement de mise au point de la commandedu systèmeThe research presented in this thesiswas carried out in the research and developmentproject between Leroy Somer and the Group ofElectrical Engineering of Paris (GeePs). Theirobjective is to simulate the phenomena observedin the transient states of electrical machines.These simulations are particularly oriented bythe new Grid Code requirements for alternatorsconnected to the power network. Two types ofmodels have been principally developed. Thefirst one is based on a magnetic description ofthe machine where each flux is expressed as afunction of the currents flowing through thedifferent machine windings. The second oneregroups the different winding currents by usingthe magnetizing currents on axes d and qassociated to saturation coefficients for eachflux linkage and simplifies the magneticdescription, especially when taking into accountthe damper windings. With a sufficiently precisemodelling of the non-linear magnetic behaviourof the machine, it is possible to better predict thecurrents and the electromagnetic torque underfault conditions such as voltage drops. The workcarried out in this thesis has made possible,starting from the descriptions of the saturationeffects found in a machine, to define methodsfor incorporating saturation into circuit models.Finally, one can make a choice of the dynamicnon-linear model for a given machine. Thanks toshort computation time, it also led to theSimulink integration of the machine andexcitation system models paving the way forstability and control studies
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Koteich, Mohamad. "Modélisation et observabilité des machines électriques en vue de la commande sans capteur mécanique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC043/document.
Full textAbstract:
Les stratégies de commande avancée des machines électriques nécessitent une connaissance précise de la position et/ou de la vitesse du rotor. Ces grandeurs mécaniques sont traditionnellement mesurées par des capteurs, ce qui augmente le coût et diminue la fiabilité et la robustesse du système. D’où l’importance de la commande sans capteurs mécaniques, dite commande sensorless : elle consiste à remplacer les capteurs physiques par un observateur d’état, qui estime les grandeurs mécaniques en se basant sur un modèle de la machine et à partir de ses entrées (tensions) et ses sorties (courants mesurés). Toutefois, avant d’entamer la synthèse d’un observateur, il faut examiner l’observabilité du système, c.à.d. vérifier si les grandeurs à estimer peuvent être reconstruites à partir des mesures et des entrées du système.Ce travail de thèse concerne la modélisation et l’étude d’observabilité des machines électriques en vue de la commande sensorless. Dans un premier temps, les modèles des machines électriques sont établis, et il est montré qu’une modélisation unifiée des machines à courant alternatif est possible. Ensuite, en se basant sur ces modèles, l’observabilité des machines électriques est étudiée en vue de la commande sensorless. La théorie d’observabilité instantanée locale est appliquée, ce qui permet de formuler des conditions analytiques, faciles à interpréter et à vérifier en temps-réel, et qui font le lien avec les phénomènes physiques dans les machines. La validité des conditions d’observabilité est confirmée par des simulations et sur des données expérimentales, en appliquant un observateur de type Kalman étendu.Cette thèse contribue à une nouvelle vision des machines à courant alternatif commandées sans capteurs mécaniques, et à une compréhension plus profonde de leurs propriétés. Elle contribue ainsi à la synthèse de stratégies d’observation plus performantes dans les régimes de fonctionnement critiques (à vitesse nulle et/ou à fréquence d’entrée nulle).Les nouveaux concepts proposés dans cette thèse, tels que le flux équivalent et le vecteur d’observabilité, avec les résultats obtenus, ouvrent de nouveaux horizons dans un domaine qui paraît devenir assez matureHigh-performance control of electric drives requires an accurate knowledge of the rotor position and/or speed. These mechanical variables are traditionally measured using sensors, which increases the cost and reduces both the robustness and the reliability of the system. This emphasizes the importance of electric drives control without shaft sensors, often referred to as sensorless control : it consists of replacing sensors with a state observer algorithm, that estimates the desired mechanical variables from currents and voltages sensing and based on the system’s model. Nevertheless, before designing a state observer, the observability ofthe system should be examined, that is, it should be checked whether the states to be estimated can be reconstructed, unambiguously, from the input/output signalsof the system.This work addresses the modeling and the observability analysis of electric drives in the view of mechanical sensors removal. Firstly, electrical machines models areelaborated, and it is shown that a unified modeling of alternating current machines is feasible, for the purpose of designing unified control and estimation strategies.The observability of the machines’ models is next studied in the view of sensorless control. The local instantaneous observability theory is applied, which enables us to formulate physically insightful analytic conditions that can be easily interpreted and tested in real time. The validity of the observability conditions is confirmed by numerical simulations and experimental data, using an extended Kalman observer.This work contributes to novel outlooks on the sensorless alternating current drives and to a deeper understanding of its properties, in order to develop higher performance estimation techniques in the critical operating conditions (mainly at standstill and/or zero-stator-frequency).The concepts introduced throughout this thesis, such as the equivalent flux and the observability vector, with the obtained results, open new horizons in a domainthat seems to become mature enough
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Mariani, Guilherme Bueno. "Machine synchrone à réluctance : modèles équivalents à réseau de réluctances pour la simulation et l’optimisation." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT021/document.
Full textAbstract:
L’enjeu de la thèse concerne la modélisation électromagnétique des machines synchrones à réluctance, avec comme objectif final : obtenir un modèle suffisamment précis et rapide pour, d’une part, être capable de calculer les ondulations de couple et d’autre part servir pour de l’optimisation dimensionnelle et pouvoir être couplé à un logiciel de type circuit pour tester une loi de commande. Un modèle du type schéma réluctant a été mis en place petit à petit avec validations à chaque étape. La modélisation des échanges dans l’entrefer utilise en final une fonction originale (intégrale de Fermi-Dirac) qui a entièrement été paramétrée avec les dimensions caractéristiques de la machine.Ce modèle de la machine, piloté par les courant, a ensuite été couplé avec un circuit électrique grâce à une interface de transformation tension-courant. Les optimisations réalisées avec ce modèle ont permis de mettre en évidence certains manques dans les contraintes dimensionnelles initiales et, celles-ci corrigées, de montrer que ce modèle était parfaitement utilisable pour cette démarche d’optimisationThis thesis aims the electromagnetic modeling of synchronous reluctance machines, with a final goal: to obtain a fast and sufficiently accurate model, able to calculate the torque ripple and to be used for optimal machine design and also capable to be coupled to circuit software to test control techniques.A MEC (magnetic equivalent circuit) model was created step-by-step and validated at each step. Final model of the air-gap is based on a function (Fermi-Dirac integral), which has been completely parameterized by machine dimensions. This model of the machine is driven by current; afterwards it was coupled with an electric circuit thanks to a voltage-current transformation interface. The optimizations made with the model allowed to highlight some deficiencies in the initial dimensional constraints. After corrections the model could be efficiently used in an optimization process
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Bernot, Alix. "Modélisation et optimisation d'une machine électrique homopolaire en poudre de fer." Thesis, CentraleSupélec, 2015. http://www.theses.fr/2015SUPL0025/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente l’étude d’une machine électrique à stator à flux transverse à griffes. Après une étude du SMC et des structures à flux transverse, une structure associant un stator à griffes à un rotor à aimants permanents est choisie. Un modèle de la machine par réseau de réluctances est développé, en s’appuyant sur des simulations éléments finis. Il est ensuite amendé par l’introduction d’hypothèses d’inclinaison de flux dans l’entrefer, puis il est validé par le test d’un prototype. L’architecture est alors optimisée après une analyse détaillée de la circulation des flux, qui permet d’identifier le problème de la saturation du pied de dents. Après des simulations éléments finis de la machine améliorée, un prototype est ensuite testé qui confirme l’apport de la nouvelle architecture.Une version alternative de la machine, avec un bobinage d’excitation au stator et un rotor massif est ensuite proposée. Cette machine promet une fabrication économique et une bonne robustesse. Un modèle analytique est proposé, accompagné d’une étude éléments finis, puis pour finir un prototype est testé. Une version améliorée de cette machine avec un rotor à dents isolés est ensuite proposée : un modèle analytique et des études éléments finis permettent de valider l’intérêt de cette évolutionThis thesis presents the study of a claw-pole transverse flux electric machine. At first, SMC material properties and transverse flux structures are studied, leading to the choice of a structure combining a claw-pole stator and a permanent magnet rotor. The machine is modelled by the means of a magnetic equivalent circuit, with a reluctance network, developed with the help of finite elements simulation. The model is then changed with the introduction of the hypothesis that the flux is bent inside the airgap; it is then validated by the test of a prototype.The architecture of the machine is optimized after a detailed analysis of the flux circulation, leading to the identification of the tooth-tip saturation issue. After finite element simulation of the improved machine, a prototype is later tested, which confirms the gain brought by the new architecture.An alternative version of the machine, with a field winding attached to the stator and a massive rotor is then proposed. This machine promises to be cost-effective to build and robust thanks to its massive rotor. An analytical model of the machine is introduced, along with a finite element simulation, to end with the test of a prototype which confirms the possibilities of this new concept. An improved version of the machine with a rotor with isolated teeth is finally studied, with an analytical model and a finite element leading to the validation of the interest of this evolution
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Hamida, Mohamed Assaad. "Commande robuste sans capteur mécanique de l'actionneur synchrone à pôles saillants." Ecole centrale de Nantes, 2013. http://www.theses.fr/2013ECDN0010.
Full textAbstract:
Grace à ses avantages, la machine synchrone est de plus en plus utilisée dans de nombreux domaines (avionique, automobile,. . . ). Cette thèse traite le problème de la commande robuste non linéaire sans capteur de la machine synchrone à pôles saillants. Dans un premier temps, deux types d’observateurs non linéaires ont été élaborés pour reconstruire les grandeurs mécaniques afin de remplacer les capteurs matériels d’un part et pour estimer certains paramètres et perturbation d’autre part. Le but est de rendre les lois de commande sans capteur robustes vis-à-vis des variations paramétriques et des perturbations externes. Un observateur adaptatif et un observateur par modes glissants d’ordre supérieur ont été conçus en utilisant la technique des observateurs interconnectés. La deuxième contribution de nos travaux derecherche est de concevoir des lois de commande non linéaires performantes pour la machine synchrone à pôles saillants. Tout d’abord, une commande non linéaire de type backstepping a été améliorée par l’ajout d’actions intégrales à chaque étape de son algorithme de conception. Une commande par modes glissants d’ordre supérieur à trajectoires pré-calculées et une commande par modes glissants quasi-continue ont été conçues par la suite. L’association des lois de commande aux observateurs élaborés dans nos travaux permet de remplacer les capteurs mécaniques et d’améliorer la robustesse par rapport aux variations paramétriques et au couple de charge. La stabilité de chaque loi de commande sans capteur est prouvée. Les performances des lois de commande sans capteur proposées sont testées à travers des simulations et des expérimentations sur les trajectoires du benchmark “Commande sans capteur mécanique”. Des tests spécifiques montrent les performances et la robustesse des lois de commandes proposéesThanks to its advantages, the permanent magnet synchronous machines become more usual in many fields (avionics, automotive). This thesis deals with the permanent magnet synchronous machine sensorless control design. Two kinds of nonlinear observers were developed, firstly to reconstruct the rotor position and the rotor speed in order to replace the mechanical sensor and secondly to estimate some parameter and disturbance in order to improve the robustness of the sensorless control laws. An adaptive observer and a high order sliding modes observer have been designed using the interconnected observers theory. The second contribution of our research work is to design efficient nonlinear control laws for the salient pole permanent magnet synchronous machine. For this purpose, three control laws have been designed. First,the classical backsteppingcontrol is improved by adding integral actions at each step of its design algorithm. Then, two kind of sliding mode controllers have been designed. Each control law is associated with an observer allowing to replace the mechanical sensors and to improve the robustness with respect to the parameter uncertainties and the load torque. The stability of both controller and observer is proven. The performance of the proposed sensorless control laws are tested through simulations and experiments on specific industrial benchmarks. Significant robustness tests are tested to illustrate the efficiency and the robustness of the proposed methods
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Fellah, Mohamed-Karim. "Commande numérique industrielle des convertisseurs à thyristors d'une machine synchrone autopilotée." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1991_FELLAH_M_K.pdf.
Full textAbstract:
Un des points importants de cette étude, qui s'inscrit dans le cadre d'une collaboration de recherche EDF-CEGELEC-CRAN, est la réalisation complète d'une commande numérique industrielle d'une machine synchrone autopilotée sur la base d'un cahier des charges présentant des contraintes en précision pour les angles de retard à l'amorçage et en dynamique de suivi fréquentiel. Une première partie de cette thèse contribue d'une manière importante à l'étude des phénomènes liés aux imperfections du réseau électrique d'alimentation, en particulier à l'extraction de la composante fondamentale d'un réseau perturbé à fréquences variables. Ceci représente une recherche spécifique sur le problème de synchronisation. Une seconde partie s'intéresse aux allumeurs numériques et aux méthodes de génération des impulsions de gâchettes. Une description et une étude comparative de plusieurs allumeurs déjà existants (allumeur à coïncidence, à retard, incrémental) est faite, ensuite, un allumeur (allumeur multi-stratégies) est proposé. Une dernière partie présente, enfin, l'étude complète (du cahier des charges à la réalisation pratique) de la commande de portes d'une machine synchrone autopilotée. Par ailleurs, la rapidité des processus, la complexité des interactions entre les différentes fonctions ont conduit à concevoir cette commande en se basant sur le formalisme de la méthode MAREL (Méthode de conception d'Applications temps Réel pour la commande de processus Électromécaniques) développée au CRANOne of the important points of this study, which has been carried out in cooperation with EDF-CEGELEC-CRAN, is the complete realization of an industrial digital control of a self-controlled synchronous machine. This realization is based 0!l a given operation requirements specification especially for firing angle accuracy and variable-frequency following. In the first part of the thesis, phenomena related to the imperfections of power supply network are studied in a certain depth, especially the extraction of the fundamental of a noisy variable-frequency network. This is a specific research on the synchronizing problem. In the second part, we discuss digital firing circuits for thyristors and gate pulse production algorithms. We will give a description and a comparaison of several existing firing algorithms (reference crossing, time delayed, incremental) and then, propose a firing algorithm said hybrid algorithm. Finally, a complete study is made on firing control (from operation requirements specification to its hardware and software realization) of thyristor bridges for a self-controlled synchronous machine. Note that the rapidity of process, the complexity of the interaction between different functions make us, during the realizing procedure, to' follow the design method MAREL (Méthode de conception d'Applications temps Réel pour la commande de processus ELectromécaniques : design method for real time applications in electromechanical process control) developed in CRAN
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Colle, Alexandre. "Étude d’une machine supraconductrice à flux axial pour une application aéronautique." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0036.
Full textAbstract:
Le monde s’électrifie et plus particulièrement le monde du transport. En cause le réchauffement climatique et la pollution atmosphérique, qui promeut l’énergie électrique comme solution de la transition énergétique. L’électricité est de plus en plus un facteur de décarbonation avec les énergies renouvelables. De plus, l’utilisation de cette énergie est efficace. Le rendement des moteurs électriques peut être supérieur à 90 % contre 30 % pour les moteurs thermiques. Si la possibilité de transporter un grand nombre de passager au sol avec l’énergie électrique est une réalité, il en est autrement dans les airs. Mais le changement est en marche grâce à des projets comme le Solar Impulse, le célèbre avion solaire ayant fait le tour du monde en plusieurs étapes. Ces projets montrent que la technologie est quasiment prête. Le souci d’amélioration pour l’industrie de l’aéronautique concerne la masse des équipements. Pour un avion tout électrique le stockage de l’électricité et les convertisseurs électromécaniques doivent être plus performants que les technologies actuelles. Le stockage électrique est un des enjeux clés de la transition énergétique. Les solutions sont diverses et peuvent être mécanique (volant d’inertie), électrochimique (pile à combustible, batteries), électromagnétique (bobines supraconductrices, supercapacités) ou encore thermique (chaleur latente). La production ou la motorisation électrique est le second aspect de la transition. Les moteurs électriques à aimants permanents possèdent à l’heure actuelle le meilleur ratio puissance/poids, appelé aussi puissance massique. Mais cela est encore insuffisant, c’est la raison pour laquelle des technologies de ruptures sont étudiées comme l’utilisation de matériaux supraconducteurs. L’objectif de cette thèse consiste à étudier les matériaux supraconducteurs qui ont la particularité de n’avoir aucune perte quand un courant électrique les traverse. On y voit donc rapidement un avantage concernant leur intégration dans les machines électriques. Ils permettent d’augmenter le champ magnétique dans l’entrefer d’une machine électrique et d’en réduire le volume et la masse. Il s’agit d’une thématique de recherche importante du laboratoire GREEN de l’Université de Lorraine à Nancy avec lequel cette thèse s’est dérouléeThe world is electrifying, especially the world of transport. Global warming and air pollution are the cause, which promotes electric power as a solution to the energy transition. Electricity is more and more a factor of decarbonation with renewable energies. Moreover, the use of this energy is efficient. The efficiency of electric motors can be more than 90% compared to 30% for internal combustion engines. If the possibility of transporting a large number of passengers on the ground with electric energy is a reality, it is different in the air. But change is on the way thanks to projects such as Solar Impulse, the famous solar airplane that has circumnavigated the world in several stages. These projects show that the technology is almost ready. The concern for improvement in the aeronautics industry concerns the mass of equipment. For an all-electric aircraft, the storage of electricity and the electromechanical converters must be more efficient than current technologies. Electrical storage is one of the key issues in the energy transition. The solutions are diverse and can be mechanical (flywheel), electrochemical (fuel cell, batteries), electromagnetic (superconducting coils, supercapacitors) or thermal (latent heat). Electric power generation or motorization is the second aspect of the transition. Permanent magnet electric motors currently have the best power-to-weight ratio, also known as power-to-weight. But this is still insufficient, which is why breakthrough technologies are being studied, such as the use of superconducting materials. The objective of this thesis is to study superconducting materials which have the particularity of having no loss when an electric current flow through them. We can therefore quickly see an advantage concerning their integration in electrical machines. They make it possible to increase the magnetic field in the air gap of an electrical machine and to reduce its volume and mass. This is an important research topic of the GREEN laboratory of the University of Lorraine in Nancy with which this thesis was carried out
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Nedjar, Boumedyen. "Modélisation basée sur la méthode des réseaux de perméances en vue de l’optimisation de machines synchrones à simple et à double excitation." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2011. http://www.theses.fr/2011DENS0056/document.
Full textAbstract:
La traction hybride et/ou électrique est un domaine d’application en pleine croissance présentant une forte restriction en termes d’encombrement. Cela a poussé les concepteurs à créer des structures de machine adaptées. Parmi ces topologies, nous trouvons les machines synchrones à double excitation (MSDE). Ces machines permettent de combiner les avantages d’une machine à aimants et ceux d’une machine à excitation bobinée. Le choix d’un modèle pour ces machines est un élément important dans les étapes d’analyse, d’optimisation et de pré-dimensionnement. Ce mémoire présente une contribution à la modélisation des machines synchrones à simple et à double excitation basée sur la méthode des réseaux de perméances. Trois parties sont ainsi proposées. La première partie de la thèse présente deux états de l’art- un sur les machines synchrones à double excitation et l’autre sur les méthodes de modélisation des machines électriques et principalement la modélisation par réseau de perméances. Dans la deuxième partie, nous abordons la modélisation 2D de la machine synchrone à aimants permanents à concentration de flux avec prise en compte de la rotation et de la saturation. Le but de cette partie est de trouver des méthodes permettant de combiner à la fois temps de calcul et précision. On commence par la modélisation par réseau de perméances en se basant sur un maillage de l’espace d'étude par des réluctances bidirectionnelles, ainsi qu’une comparaison entre calcul du couple par le tenseur de Maxwell et flux-FMM. La deuxième section présente un couplage entre réseaux de perméances et éléments finis. La méthode proposée consiste à résoudre les deux modèles (réluctant et éléments finis) simultanément avec un logiciel EF. Le couplage s’effectue par une équivalence entre les dimensions géométriques et les caractéristiques magnétiques des matériaux. La présentation des différents modèles dans le plan précision-temps de calcul montre l’efficacité de l’utilisation des réseaux de perméances et du couplage comparé au modèle éléments finis. La troisième partie porte sur la modélisation tridimensionnelle des machines synchrones à double excitation. Dans un premier temps, nous présentons une adaptation de la modélisation par réseau de perméances aux structures tridimensionnelles. Puis, nous appliquons ce modèle aux machines synchrones à double excitation. La machine à double excitation à concentration de flux est présentée avec une étude de l’influence du feuilletage sur la capacité de contrôle du flux. Pour améliorer le contrôle du flux d'excitation, une machine à aimants enterrés homopolaire est également étudiée avec l'approche développée. La validation du modèle est réalisée par des éléments finis et des mesures expérimentales. Dans la dernière partie, une comparaison entre configurations homopolaire et bipolaire de la structure à aimants enterrés est effectuée, puis le rotor à concentration de flux est optimisé afin de le comparer à la machine à aimants enterrésThe electric and / or hybrid driveis are an application area growing with a strong restriction in terms of congestion. This prompted the designers to create appropriate structures. Among these topologies, we find the double-excitation synchronous machine (MSDE). These machines can combine the advantages of permanent magnets machine and those of a coils excited machine.The choice of a model for these machines is an important step in the analysis, optimization and pre-sizing. This thesis presents a contribution to the modeling by magnetic equivalent circuit (MEC) of single and double excitation synchronous machines. Three parties are offered as well. The first part of the thesis presents two states of the art: one on the double-excitation synchronous machines and the other on the modeling of electrical machines, mainly in the modeling by magnetic equivalent circuit. In the second part, we discuss the 2D modeling of flux concentration permanent magnet synchronous machine taking into account the rotation and saturation. The purpose of this section is to find ways to combine both computational time and accuracy. We start by using the magnetic equivalent circuit modeling based on a mesh of the structure and each mesh is replaced by two-way reluctances, then a torque estimation are obtened by two methods flux-FMM and Maxwell stress Tensor. The second section presents a coupling between magnetic equivalent circuit and finite element method. The proposed method is to solve the two models (reluctant and finite elements) simultaneously with software EF. The coupling is performed by an equivalence between the geometric dimensions and magnetic properties of materials. The presentation of different models in terms of time-accurate calculation shows the effectiveness of the use of MEC and coupling method compared to FEM. The third part concerns the three-dimensional modeling of double excitation synchronous machines. At first, we present an adaptation of the MEC to the three-dimensional structures. Then we apply this model to the double excitation synchronous machines (DESM). The DESM with flux concentration configuration is presented. To better control the wund flux of excitation, a buried magnet homopolar machine is also studied with the same approach. Model validation is performed by finite element and experimental measurements. In the last part, a comparison between homopolar and bipolar configurations is made, then the rotor flux concentration is optimized in order to compare it to the machine magnets buried
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Zhang, YuQi. "ADVANCED SYNCHRONOUS MACHINE MODELING." UKnowledge, 2018. https://uknowledge.uky.edu/ece_etds/118.
Full textAbstract:
The synchronous machine is one of the critical components of electric power systems. Modeling of synchronous machines is essential for power systems analyses. Electric machines are often interfaced with power electronic components. This work presents an advanced synchronous machine modeling, which emphasis on the modeling and simulation of systems that contain a mixture of synchronous machines and power electronic components. Such systems can be found in electric drive systems, dc power systems, renewable energy, and conventional synchronous machine excitation. Numerous models and formulations have been used to study synchronous machines in different applications. Herein, a unified derivation of the various model formulations, which support direct interface to external circuitry in a variety of scenarios, is presented. Selection of the formulation with the most suitable interface for the simulation scenario has better accuracy, fewer time steps, and less run time.
Brushless excitation systems are widely used for synchronous machines. As a critical part of the system, rotating rectifiers have a significant impact on the system behavior. This work presents a numerical average-value model (AVM) for rotating rectifiers in brushless excitation systems, where the essential numerical functions are extracted from the detailed simulations and vary depending on the loading conditions. The proposed AVM can provide accurate simulations in both transient and steady states with fewer time steps and less run time compared with detailed models of such systems and that the proposed AVM can be combined with AVM models of other rectifiers in the system to reduce the overall computational cost.
Furthermore, this work proposes an alternative formulation of numerical AVMs of machine-rectifier systems, which makes direct use of the natural dynamic impedance of the rectifier without introducing low-frequency approximations or algebraic loops. By using this formulation, a direct interface of the AVM is achieved with inductive circuitry on both the ac and dc sides allowing traditional voltage-in, current-out formulations of the circuitry on these sides to be used with the proposed formulation directly. This numerical AVM formulation is validated against an experimentally validated detailed model and compared with previous AVM formulations. It is demonstrated that the proposed AVM formulation accurately predicts the system's low-frequency behavior during both steady and transient states, including in cases where previous AVM formulations cannot predict accurate results. Both run times and numbers of time steps needed by the proposed AVM formulation are comparable to those of existing AVM formulations and significantly decreased compared with the detailed model.
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Chen, Hao. "Modeling and control of a marine current energy conversion system using a doubly salient permanent magnet generator." Nantes, 2014. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=83aa318a-2539-4dda-aa76-c57351bf6c09.
Full textAbstract:
Parmi les énergies marines renouvelables hors éolien posé, toutes naissantes, l’énergie des courants marins (énergie hydrolienne) est susceptible de déboucher sur une exploitation commerciale et industrielle à moyen terme. C’est une énergie intermittente, mais très prévisible, ce qui facilite son intégration au réseau. Les travaux réalisés dans cette thèse rentrent dans ce contexte et ont pour objectif la modélisation et la commande d’une chaîne de conversion d’énergie hydrolienne. Cela nécessite une modélisation multiphysique allant de la ressource jusqu’à l’intégration au réseau électrique, la conception et la commande d’une génératrice innovante à attaque directe et des interfaces d’électronique de puissance associés. Les concepts de turbines hydroliennes, les projets existants ou en cours ainsi que les structures usuelles de chaînes de conversion sont présentés. Les modèles de la ressource et de la turbine sont dressés. Un modèle dynamique d’une génératrice synchrone à aimants permanents doublement saillante basé sur la méthode des éléments finis et la transformation de Park est ensuite développé. Les résultats obtenus sont comparés à ceux d'une génératrice synchrone à aimants permanents classique montrant ainsi l’originalité, la complexité et les principales caractéristiques de la structure proposée. L’impact de la mutuelle inductance entre les phases statoriques sur les performances de la machine est détaillé. Des formes particulières de courants d’alimentation sont recherchés et testés par simulation en vue de délivrer un couple quasi constant et de minimiser les pertes Joule. Différentes stratégies de contrôle sont ensuite élaborées et appliquées à l’ensemble génératrice – convertisseurs bidirectionnels à MLI. Les résultats obtenus en mode de fonctionnement MPPT ou défluxé à l’aide de l’outil de simulation développé sont présentés et discutés pour des cas tests réalistes réalisés sous l’environnement Matlab/SimulinkSeveral techniques to extract and exploit ocean energy have been recently suggested. The most studied ones are: marine current energy, wave energy and ocean ̐thermal energy. This Ph. D. Thesis fits in this context and its main objective is to contribute on control and modelling of a Marine Current Energy Conversion System (MCECS). This requires multi-physics modelling from the hydrokinetic resource to the electricity grid, design and control of an innovative low speed non-conventional generator and its associated power electronic interfaces. At first, turbine concepts, relative projects and usual chain of tidal energy conversion are presented. Tidal current and turbine modelling are secondly addressed. The dynamic modelling of a low speed Double Salient Permanent Magnet Generator (DSPMG) based on finite element method and Park transformations is developed. Results are compared to classical Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) to highlight advantages, originality, complexity and principal characteristics of the proposed structure. Suitable currents are then determined and tested by simulation in order to deliver a quasi-constant torque and minimise Joule losses. The mutual effect on the generator performances is detailed. Finally, several control strategies are applied to DSPMG associated to a bidirectional back-to-back converter and are analysed. The main results, based on the developed marine current turbine simulation tool, are presented and discussed with illustration by several realistic studies and Matlab/Simulink assessment
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Bendjoua, Jamel. "Contribution à l'étude de l'alimentation des machines électriques de fortes puissances : minimisation des ondulations de couple lors de l'alimentation par cycloconvertisseur." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL119N.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la modélisation, la simulation, la commande du système cycloconvertisseur-machine synchrone et asynchrone et de la comparaison de leurs performances en terme d'ondulation de couple électromagnétique. On montre que la machine synchrone permet, en statique, d'avoir un couple moins ondulé. Par contre, la machine asynchrone présente un meilleur comportement dynamique lors du démarrage. Afin de limiter les harmoniques provoqués par le temps mort de sécurité, une deuxième horloge permettant d'imposer la durée du palier nul à une valeur fixe est proposée. Enfin, dans le but de réduire les ondulations du couple, une modification de la structure du cycloconvertisseur en ajoutant six thyristors de roue libre est étudiée. Cette modification a permis de réduire, d'une façon importante, les ondulations du couple de la machine synchrone fonctionnant à facteur de puissance unitaire
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Paszek, Michal. "Analýza tepelných vlastností synchronního stroje." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2012. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-219717.
Full textAbstract:
In this Master´s thesis will be performed an analysis of thermal properties of synchronous machines in the program Ansys Workbench on a simplified model of synchronous traction motor. In the first section will be performed thermal analysis without cooling followed by analysis of air flow and finally thermal analysis with cooling for fan speed 1500 min-1 and 3000 min-1. The second section will describe the principle, construction and losses on the synchronous machine. The third chapter will describe concepts such as heat, temperature, heat transfer, types of the heat transfer, specific heat capacity, emisivity and thermal conductivity. The fourth chapter will introduce the program Ansys Workbench, finite element method and Ansys CFX. In the fifth chapter will be described how to perform thermal analysis on the created model of motor. The sixth chapter will describe how to analyze the air flow of the created model of motor. The flow analysis will be performed for fan speed 1500 min-1 and 3000 min-1. In the seventh chapter will be compared the results of the air flow and pressure field in the motor model. In the eighth chapter will be performed a thermal analyzis on the created motor model with cooling for fan speed 1500 min-1 and 3000 min-1. The nineth chapter will compare the results of temperatures and heat fluxes obtained from the thermal analysis witnout cooling, with cooling for fan speed 1500 min-1 and 3000 min-1 for full losses, half losses of continous running, and full losses of interrupt running for 9000 seconds (2 hours 30 minutes).
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Wu, Hailong. "Modelization and control of synchronous reluctance machines for the torque ripple minimization - study of vibrational and acoustic behavior." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2019. http://www.theses.fr/2019UBFCA003.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l’optimisation du contrôle des Machines Synchrones à Réluctance Variable (MSRV) et en particulier sur la compensation des phénomènes vibratoires. Elle comprend trois points forts : le développement d’une méthode de minimisation des pulsations de couple et sa validation expérimentale, l’études des facteurs qui peuvent influencer la méthode et l’influence de cette méthode sur les autres performances de la MSRV.Tout d’abord, une méthode de contrôle permettant de compenser les ondulations de couple d’une MSRV existante a été développée. Premièrement, une équation analytique du couple est proposée et analysée afin d’exprimer la relation analytique harmonique entre le couple et les courants d’alimentation. La notion de « fonction de couple » est ensuite introduite. Une stratégie basée sur l’utilisation de cette fonction pour minimiser les ondulations du couple est présentée. Deux méthodes de réduction des ondulations de couple utilisant les différents harmoniques de la fonction de couple sont mises en évidence en. Elles ont été analysées et comparées pour répondre aux différents objectifs. Par la suite, la méthode a été validée par les résultats des simulations pour trois technologies de rotor de MSRV parmi les plus répandues. La méthode est aussi validée par la modélisation analytique et la simulation dynamique à l’aide du logiciel Matlab/Simulink ainsi que par les résultats d’expérimentation avec l’aide du banc d’essai.Ensuite, les facteurs qui peuvent influencer la méthode proposée pour réduire les ondulations de couple et les performances dynamiques ont analysés. Dans un premier temps, une amélioration sensible de l’aptitude au démarrage de la MSRV lorsque la compensation des ondulations de couple est mise en œuvre est mise en évidence. D’autre part la sensibilité de la méthode aux erreurs de mesure de position est évaluée afin de quantifier sa fiabilité dans le cas de l’utilisation d’estimateurs lors du contrôle sans capteur. Enfin, l’influence de la saturation sur la méthode proposée est aussi étudiée à l’aide d’une analyse par éléments finis du comportement magnétique de la MSRV.Finalement, l’influence de la méthode de compensation des ondulations de couple sur d’autres performances de la MSRV est analysée. Les courants optimaux ont plus harmoniques que les courants originaux. Par conséquent, les pertes dans le cuivre, dans le fer et dans les semi-conducteurs de l’onduleur sont modélisées analytiquement, calculées et comparées. Les conclusions montrent que les pertes dans le cuivre sont les plus sensibles à la compensation des harmoniques de couple tandis que les pertes dans le fer et dans l’onduleur sont faiblement affectées. D’autre part, la réduction des ondulations de couple peut changer le comportement vibro-acoustique de la MSRV. La dernière partie est consacrée à l’étude de la relation entre les ondulations de couple et le bruit. Une équation est proposée pour évaluer la variation du bruit produit par la compensation des ondulations de couple. Dans cette partie, les simulations dans Flux 2D sont effectuées pour calculer la variation du bruit. En outre, le logiciel professionnel Manatee réalisant l’analyse des vibrations et de l’acoustique est utilisé dans le but de conforter les résultats obtenus par la modélisation analytiqueThis thesis aims to study the control and optimization of a synchronous reluctance machine for the purpose of improving the vibrational performance. The main works of the thesis can be classified into three parts: the proposed torque ripple reduction method, the factors which can influence the proposed method and the influence of the proposed method.At first, the torque ripple of synchronous reluctance machine is reduced by a control method. Firstly, a torque equation is proposed in order to present the relationship between torque ripple and the optimal currents. Then a new parameter, torque function, is put forward. Based on the torque function, the torque ripple reduction strategy is presented. Two different torque ripple minimizations are proposed by applying different torque function harmonics. They are analyzed and compared in order to define the optimal method. In order to test the proposed method further, the selected torque ripple minimization approach is applied to three SynRMs. The results of finite element simulations imply that the proposed method is effective to decrease the torque ripples of these three SynRMs. The proposed torque ripple reduction method is verified according to the models built in MATLAB/Simulink and the experiment results respectively.Then the factors which could influence the proposed torque ripple reduction method are analyzed. Firstly, torque function is a function of rotor position, current angle and saturation. Based on the model in Simulink, the influence of different starting position on the performance of the studied SynSR is analyzed. Besides, the estimated position errors produced by senserless control could also affect the toque ripple minimization by changing torque function. At last, the influence of saturation on the proposed torque ripple reduction method is introduced because the amplitudes of the optimal currents are increased.In addition, the influence of torque ripple reduction on the other perfomances of SynRM is analyzed. The optimal currents have more harmonics than the original sinusoidal currents. So three losses (copper losses, iron losses and inverter losses) are modeled, calculated, analyzed and compared. According to the results, the copper losses are the most sensible losses. The iron losses and the inverter losses are a little increased and the increased parts can be neglected. Besides, reducing torque ripple by adding stator currents could influence the vibro-acoustic of the studied SynRM. Thus this section aims to explain the relationship between torque ripple reduction and acoustic noise. An analytical equation is proposed in order to evaluate the variation of noise produced by torque ripple reduction. Simulations in Flux 2D have been performed in order to calculate the variation of noise resulted by torque ripple reduction. At last, the software Manatee which is professional in studying the vibration and noise is applied for the purpose of comparing the results with those of the finite element analysis
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Farah, Philippe-Siad. "Étude de la réduction des vibrations des machines synchrones." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0087.
Full textAbstract:
Ce mémoire concerne l'étude de la réduction des vibrations des machines synchrones. L'objectif est de proposer une structure optimisée au plan vibratoire, et de mettre au point un dispositif de contrôle actif des vibrations. L'essentiel des informations utiles à la compréhension des mécanismes sources de vibrations est exposé au premier chapitre. Il est montré que le caractère non sinusoïdal de l'induction dans l'entrefer est source de vibrations (électromagnétiques. L'étude expérimentale, sujet du deuxième chapitre sert à définir les éléments de conception d'une machine optimisée au plan vibratoire. Un stator à encoches inclinées et un rotor à aimantations à saturation optimisées ont été retenues. Le troisième chapitre comprend la définition précise d'une maquette optimisée ainsi qu'une étape de validation expérimentale. Il est ici montré que l'usage d'aimants tuile au rotor et le recours à des techniques d'optimisation de structure constituent des outils efficaces pour la réduction des vibrations des machines synchrones. Le dernier chapitre est consacré à la mise en place d'un dispositif de compensation active des vibrations. Cette méthode, fiable et efficace a permis d'obtenir une réduction notable des vibrations, et ce avec des moyens simples et peu coûteux en énergie
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Hounkonnou, Oussou Kassien. "Étude d'un nouveau type de machine synchrone autopilotée." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL116N.
Full textAbstract:
Un moteur synchrone triphase, est alimente en étoile par quatre transistors, trois d'entre eux assurent la fonction onduleur et un quatrième hache le courant par le neutre. Ce système permet d'autopilotage par mesure des tensions entre phases non alimentées. La simplicité de cette alimentation pose cependant des problèmes liés a la récupération d'énergie lors des commutations; les F. C. E. M. Des phases non alimentées peuvent débiter dans les circuits de récupération. L'objet principal de ce travail est la modélisation du fonctionnement du moteur alimenté avec différents circuits de récupération d'énergie. Une solution est décrite avec quelques applications pour des régions non alimentées par des réseaux classiques
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Olofsson, Jens. "Control of a Synchronous Machine." Thesis, Uppsala University, Electricity, 2010. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-126960.
Full textAbstract:
The VAWT project at Uppsala University has successfully managed to develop a vertical axis wind turbine (VAWT). The VAWT has many benefits compared to the Horizontal axis wind turbines (HAWT) which are the most common wind turbine design today. One of the many advantages with the VAWT is that it allows the generator to be located on the ground level. That reduces the required tower strength. The wind turbine is not self starting, i.e. the turbine needs a certain speed before the wind can force the turbine to revolve. The wind turbine is therefore in need of special start procedure. During the start, power electronics is used to operate the generator as a motor. Today Hall latches are located in the air gap of the generator which provides the signals that govern the power electronics. However, there is a demand to have a start that does not require Hall latches. Such controller would increase the reliability of the starter system. The design of the wind turbine could be even more simplified. Hence, the diploma work treats a programmed microcontroller to control the start-up without using any sensors at all. A hub motor was obtained for laboratory work, a driver and an inverter were constructed to drive the motor using a microcontroller. The finished start-up program has the ability to start the hub motor both sensorless and using Hall sensors. The microcontroller controls the motor by measuring the phase voltages of the motor. This information is used to decide which phases of the motor the electric current should go through. The current to the motor is limited using pulse width modulation strategy (PWM). Current limitation is necessary to protect the power electronics and limit the torque during the start. The result of start-ups using both Hall sensor and sensorless showed that the two start strategies are able to accelerate the rotor at the same rate. However, the start-ups using Hall sensors reached a higher top speed than the sensorless starts. However, the wind turbine is not in need of a higher speed than what the sensorless start was able to reach. Thus, the sensorless start is considered to be as good as the start using Hall sensors.
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Yu, Yang. "Synchronous Machine for Unidirectional Application." Thesis, KTH, Elektrisk energiomvandling, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-105832.
Full textAbstract:
This master thesis investigates the possibilities for performance improvements of synchronous machines with unidirectional application.The literature review part presents theories and applications of asymmetrical machine. Four categories regarding asymmetrical machine, namely mixed pole, saturation mitigation, pole shifting and asymmetrical pole shaping, are summarized. It is shown that asymmetrical concept offers characteristic improvement in one or both rotational directions. A field winding synchronous model was used in FEM simulation (FLUX 2D). Armature reaction effecton this machine is investigated. It is found that armature reaction has different effects with varying current angle.Two ideas regarding asymmetrical pole shaping are investigated. First of all, pole shoe cutting idea is investigated. It leads to increased airgap length and less output torque. Secondly, progressive airgap idea shows reduced armature reaction effect and improved power factor, but higher torque ripple.Furthermore, an improved idea is suggested to reduce the torque ripple. Performance improvement by assisted permanent magnet is also studied. Four ideas of this field are investigated. It is found that permanent magnet can be used to reduce saturation, improve power factor and output torque. The reasons for limited improvements are analyzed.
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Rajabi, Moghaddam Reza. "Synchronous Reluctance Machine (SynRM) Design." Thesis, KTH, Elektrisk energiomvandling, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-153663.
Full textAbstract:
The Synchronous Reluctance Motor (SynRM) has been studied. A suitable machine vector modelhas been derived. The influence of the major parameters on the motor performance has beentheoretically determined.Due to the complex rotor geometry in the SynRM, a suitable and simple combined theoretical(analytical) and finite element method has been developed to overcome the high number ofinvolved parameters by identifying some classified, meaningful, macroscopic parameters.Reducing the number of parameters effectively was one of the main goals. For this purpose,attempt has been made to find and classify different parameters and variables, based on availableliteratures and studies. Thus a literature study has been conducted to find all useful ideas andconcepts regarding the SynRM. The findings have been used to develop a simple, general, finiteelement aided and fast rotor design procedure. By this method rotor design can be suitablyachieved by related and simplified finite element sensitivity analysis.The procedure have been tested and confirmed. Then it is used to optimize a special rotor for aparticular induction machine (IM) stator. This optimization is mainly focused on the torquemaximization for a certain current. Torque ripple is also minimized to a practically acceptablevalue. The procedure can also be used to optimize the rotor geometry by considering the othermachine performance parameters as constrains.Finally full geometrical parameter sensitivity analysis is also done to investigate the influence ofthe main involved design parameters on the machine performance.Some main characteristics like magnetization inductances, power factor, efficiency, overloadcapacity, iron losses, torque and torque ripple are calculated for the final designs and in differentmachine load conditions.Effects of ribs, air gap length and number of barriers have been investigated by means of suitableFEM based method sensitivity analysis.
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Geoffriault, Maud. "Réduction active des vibrations et des bruits d'une machine électrique par la stratégie de commande." Thesis, CentraleSupélec, 2015. http://www.theses.fr/2015SUPL0003/document.
Full textAbstract:
Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le contexte du développement de groupes motopropulseurs électriques pour véhicules automobiles. Ces développements ont mis en lumière les problématiques liées aux phénomènes acoustiques et vibratoires des machines électriques, spécifiques à l'application automobile. L'objectif de ces travaux est la mise en place de lois de commande dédiées à la réduction d'harmoniques de courant à l'origine d'harmoniques vibratoires.Pour cela, les différents éléments du système ont été modélisés, puis les paramètres du modèle électrique de la machine ont été identifiés au moyen de mesures expérimentales.Deux stratégies de commande ont ensuite été développées puis mises en place. D'une part, un régulateur dédié à l'harmonique de courant visé a été synthétisé par optimisation H-infini. D'autre part, la modélisation de l'origine de cet harmonique comme provenant d'un signal perturbateur externe a permis la compensation de celui-ci au moyen d'un observateur.L'efficacité de ces deux stratégies sur la réduction des harmoniques de courant visés et des harmoniques vibratoires correspondants a été validée expérimentalement sur banc d'essai vibratoireThis work takes place in the context of the development of powertrains for electric vehicles. Those developments have raised new issues such as noise and vibrations of electrical machines, which are important issues in automotive applications. The aim of this thesis is to develop control laws dedicated to the reduction of currents harmonics that are responsible for vibration harmonics.In that purpose, different parts of the system have been modelled. Parameters of the electrical model of the studied machine have then been identified thanks to experimental measurements.Two different control laws are proposed and developed. One the one hand, a controller is synthetized thanks to H-infinity optimization. On the other hand, the studied current harmonic is modelled as coming from an external disturbance. This virtual disturbance is estimated thanks to an observer and compensated
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Kocman, Roman. "Analýza budicího proudu u synchronních strojů." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2013. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-219908.
Full textAbstract:
This master’s thesis is focused on the analysis of the excitation current in synchronnous machines. Contains a description of excitation systems for synchronous machines, meaning and design of the sliding contact ant its representation in electrical machines. The main part of the work is focused on the evaluation of the field current of the three plants. The work includes graphic record of the excitation current of the hydroelectric power station Slapy, provided record from the power plant Opatovice was for evaluating load of turbo-generators. Provided record from the nuclear power plant Temelín was for evaluating.current division into individual brushes. The conclusion is a summary of the achieved knowledge.
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Bouzekri, Hacène. "Contribution à la commande des machines synchrones à aimants permanents." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL054N.
Full textAbstract:
Ce mémoire est consacré au développement de structures de régulation de courant des machines synchrones à aimants permanents (MSAP). Le premier volet de notre travail concerne la commande 120. Afin d'éliminer les surtensités qui apparaissent pendant les commutations d'une phase sur l'autre, à basse vitesse, une commande basée sur la mesure de la somme des courants des diodes du haut et des transistors du bas est proposée. Concernant les ondulations du couple engendrées par les formes d'ondes des FEM, nous avons proposé une stratégie de commande des courants de la machine dans un repère (alpha, beta) lié au stator permettant de les minimiser. Afin de minimiser les creux de couple qui apparaisse à grande vitesse, une commande fondée sur le contrôle de décroissance du courant commuté est introduite. Le deuxième volet de cette thèse concerne la commande vectorielle des MSAP et sa décentralisation. En premier, nous avons proposé une commande qui permet le contrôle du vecteur courant imposé par l'onduleur, avec deux régulateurs à hystérésis. Cette technique permet de réduire la fréquence de commutation et de contrôler les courants de la machine en amplitude et en phase d'une manière instantanée. Ensuite, une structure de contrôle des courants id et iq de la machine par des régulateurs à logique floue, utilisant des règles d'entrées/sorties linéaires, est introduite. Les régulateurs synthétisés sont indépendants des paramètres de la machine, et le contrôle de id et iq se fait d'une manière décentralisée
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Hoang, Emmanuel. "Fragments de machines synchrones." Habilitation à diriger des recherches, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00789156.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire, je présente essentiellement des travaux de recherche sur les machines à commutation de flux, à simple et à double excitation. A l'origine de ces travaux, il y a eu l'étude des pertes magnétiques dans les machines à réluctance variable à double saillance. Et en parallèle de ces travaux, il y a eu l'étude des limites thermiques et électroniques dans la conversion d'énergie d'une machine synchrone associée à son convertisseur et l'étude de l'optimisation sur cycles de fonctionnement des machines synchrones à encochage fractionnaire.
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Lamghari-Jamal, My-Ismail. "Modélisation magnéto-thermique et optimisation de machines rapides : application à la machine synchrone à réluctance variable." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2093.
Full textAbstract:
Dans de nombreuses applications industrielles ( usinage mécanique, tréfileries, soufflantes rapides, ultracentrifugation, … ), on recherche un entraînement à vitesse de rotation dépassant les 10 000 tr/min. Ces machines alimentées à hautes fréquences, cumulent des difficultés d'ordre électromagnétique, mécanique et thermique. Les matériaux mis en oeuvre doivent en effet offrir une bonne résistance aux forces centrifuges, ainsi qu'aux échauffements considérablement augmentés par rapport aux machines conventionnelles. Le travail présenté concerne la modélisation magnéto-thermique par éléments finis, d'une machine synchrone à réluctance variable rapide (MSRV). La modélisation thermique, couplée aux essais expérimentaux, a permis la détermination des différents coefficients d'échange. Deux modèles de l'entrefer sont proposés : un modèle convectif classique valable pour les machines fermés et les faibles vitesses, et un modèle convectif qui tient compte de l'échange avec l'extérieur pour les hautes vitesses. Nous proposons ensuite une optimisation de la géométrie et de la commande de la machine, pour différentes vitesses de rotation, en vue de comparer les tôles magnétiques et les poudres de fer au stator. Un banc expérimental de 20kW, 20 000tr/min comportant deux machines rapides a été mis en oeuvre. Il a permis la validation des différents outils théoriques développés.
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Liu, Chao. "Dimensionnements et comparaisons de convertisseurs électromécaniques à bas coût et à grande disponibilité pour véhicules électriques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC049/document.
Full textAbstract:
Aujourd'hui, l'électrification des véhicules constitue une des solutions mises en œuvre par les constructeurs automobiles dans la lutte contre les émissions de gaz polluants et pour la réduction des consommations. Comme le prix des aimants terres rares a fortement augmenté ces dernières années, les moteurs électriques sans aimants permanents sont attractifs, comme les moteurs asynchrones, synchrones à rotor bobiné, à réluctance variable (double saillance ou synchrone). Dans cette thèse, les machines asynchrones et synchrones à réluctance variable sont étudiées et comparées pour des véhicules électriques. Ces deux machines ont un coût faible et possèdent des structures de puissance et de contrôles similaires.Des modèles analytiques non linéaires de machines asynchrones et synchrones à réluctance variable sont établis et validés. En outre, leurs modèles économiques et mécaniques sont également mis en œuvre. Sur la base des modèles analytiques établis, la géométrie et les paramètres de commande des machines étudiées sont dimensionnés afin de réduire les pertes énergétiques durant des cycles de conduite. Une optimisation bi-objective est proposée afin de minimiser en même temps les pertes énergétiques et le coût du moteur. Enfin, les machines optimisées sont comparées, à l’aide de Fronts de Pareto, pour évaluer leurs performances électriques, énergétiques et économiquesToday, the concerns of the energy crisis and the reduction of gas emissions stimulate the research in several electric vehicle domains. As the cost of rare earth magnetic materials has increased significantly in recent years, electrical motors without permanent magnets draw more attention, such as induction motors, wound-synchronous motors, switched reluctance motors, and synchronous reluctant motors. In this thesis, induction and synchronous reluctant machines are chosen to be studied for the electric vehicle traction application since they are low costly and fed up with similar power electronics and control strategies.Nonlinear analytical models of induction and synchronous reluctant machines are established and validated. Besides, economical and mechanical models are developed as well. Based on established analytical models, the geometry and the control parameters of these studied machines are calculated to define the total energy losses during the driving cycle. A bi-objective optimization is carried out to minimize total energy losses and motor costs. At last, the optimized machines are compared from their electric, energetic and economic performances, with the help of the Pareto Fronts obtained
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Teixeira, Julio Carlos. "Étude des machines synchrones à aimants permanents fonctionnant en réduction de flux." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG0074.
Full textAbstract:
Dans ce travail, une machine synchrone à aimants permanents a été étudiée pour fonctionner lorsque les limitations de la source d'alimentation (en tension et en courant) imposent une réduction de flux résultant. Nous avons tout d'abord décrit les équations nécessaires à l'étude de la machine contrôlée par les courants afin de comprendre globalement les rapports nécessaires entre les paramètres caractéristiques de la machine. Nous nous sommes particulièrement intéressés au régime saturé. Nous avons ensuite étudié les contraintes imposées par le fonctionnement en réduction de flux dans quelques structures typiques de machine à aimants. Dans le troisième chapitre, une structure à concentration de flux a été développée à l'aide d'un logiciel de calcul de champs par la méthode des éléments finis, nous permettant de prendre correctement en compte la saturation du circuit magnétique. Finalement, un prototype a été construit et caractérisé dans le quatrième chapitre. Les mesures de tensions faites à vide et en charge (courant en quadrature ou en conditions de réduction de flux), ainsi que les mesures des inductances et des pertes, nous permettent d'affirmer que le prototype est approprié au fonctionnement en tension et courant limités
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Al, Asmar Abed Al Kader. "Commande tolérante aux défauts statoriques et de convertisseurs d'un entraînement synchrone à aimants pour l'aéronautique." Thesis, Normandie, 2021. http://www.theses.fr/2021NORMLH03.
Full textAbstract:
Il s'agit d'étudier une structure originale d'entrainement électromécanique à base de machine synchrone à aimants permanents à double stator et un rotor en cloche tolérante aux défauts. Cette structure peu répandue a la capacité de tolérer les défauts de court-circuit et de circuit-ouvert de l'onduleur ainsi que les défauts de court-circuit des bobinages. Une structure originale des bobinages permettrait de limiter les conséquences de ces défauts et de permettre d'assurer la disponibilité de l'actionnement malgré la défaillance. Un modèle multiphysique innovant basé sur un couplage électro-magnéto-thermique est développé dans l'optique d'étudier les performances de ce type de machines en situation de défaut. Une méthode de contrôle tolérant au défaut d’un court-circuit d’IGBT est recherchée et mise en œuvre. Ce travail s’est concrétisé sur un banc expérimental intégrant la machine cible, son alimentation et sa commande.Le sujet de cette thèse vient en appui aux activités aéronautiques en région. Il s'inscrit à la fois dans l'axe "Conversion et transformation de l'énergie électrique" du réseau Electronique et dans celui de la "fiabilité des systèmes et composants" de la région Normandie. La recherche proposée vient conforter l'effort de fiabilisation des systèmes actionneurs électriques dans l'électrification croissante de la nouvelle génération d'avions plus électriques. Le sujet proposé pourrait conduire à une coopération renforcée avec le groupe SAFRAN et en particulier Aircelle. Par ailleurs, certains aspects peuvent être exploités pour un développement futur avec ADWEN en ce qui concerne la disponibilité des génératrices électriques des turbines éoliennes en offshoreThe aim is to study an original electromechanical drive structure based on fault tolerant permanent magnet double stator synchronous machines. This structure has the ability to tolerate inverter short and open faults as well as short circuit faults in windings. An original structure of the windings would limit the consequences of these faults and guarantee the availability of actuations under faults. A Multiphysics model based on electro-magneto-thermal coupling is developed to study the performance of this type of machine in case of failure. A control method that tolerates the short-circuit of an IGBT is sought and implemented. This work was concretized on a dedicated experimental bench integrating the target machine, its supply and its control.This thesis support aeronautical activities in the regions. It is part of the axis "Conversion and transformation of electrical energy" of the electronics network and the theme "Reliability of systems and components" of the Normandy region. The proposed research reinforces efforts to enhance the reliability of electrical actuator systems in the growing electrification of the next generation of electric aircraft.This thesis could strengthen cooperation with the SAFRAN group and in particular Aircelle. In addition, certain aspects can be exploited for future development with ADWEN regarding the availability of electric generators for offshore wind turbines
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Peng, Kuan. "Comportement d'une butée de groupe turbo-alternateur : aspects théoriques et expérimentaux." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1989. http://www.theses.fr/1989ECAP0093.
Full text
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BOUFAIED, HEDI. "Machines d'execution pour langages synchrones." Nice, 1998. http://www.theses.fr/1998NICE5234.
Full textAbstract:
L'approche synchrone est d'un grand interet pour la conception de systemes reactifs temps reel surs. Toutefois, en raison des hypotheses synchrones, les programmes issus de cette approche ne sont pas directement executables. Leur implantation necessite une machine d'execution dont le role est d'etablir le lien entre le modele ideal synchrone et le monde reel asynchrone. La machine d'execution est souvent consideree comme un detail d'implementation et traitee au cas par cas. Notre objectif est de definir une architecture generique de machines d'execution qui permette d'avoir une approche unifiee pour l'implantation des processus synchrones. L'architecture proposee est basee sur le modele de boites reactives. Ce modele permet de concevoir des machines d'execution qui partagent une structure generique commune, mais chacune repondant a des besoins particuliers en termes de connexion a l'environnement, de mode de fonctionnement et de traitement des anomalies. L'execution de traitements externes non instantanes (taches du langage esterel) en parallele avec le code synchrone est aussi traitee et integree dans l'architecture. Nous avons developpe des outils de generation automatique bases sur cette approche. Ils permettent la configuration et la production de machines executables pour le systeme solaris 2. Les bibliotheques sont ecrites en c++ et reposent largement sur les objets synchrones de f. Boulanger. Nous illustrons l'utilisation de cet environnement sur l'exemple d'un atm (automatic teller machine). Nous nous interessons aussi a la verification de proprietes logiques, d'abord du programme synchrone puis de l'implementation elle-meme (proprietes de bout en bout portant sur les signaux physiques).
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Ibtiouene, Rachid. "Contribution au dimensionnement électromagnétique d'une machine synchrone autopilotée à aimants insérés." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL109N.
Full textAbstract:
Le coût relativement élevé des aimants modernes incite à en minimiser la taille tout en conservant des performances acceptables pour la machine. D'autre part, la machine doit être adaptée à son alimentation. Dans cette optique, nous avons développé des modèles d'étude permettant de déterminer l'influence des paramètres géométriques d'un moteur synchrone autopiloté à aimants insérés dans l'armature rotorique (le cas limite d'un rotor lisse ainsi que le couple de détente sont également étudiés). Les méthodes proposées constituent une contribution à la définition des paramètres optimaux
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Vahedi, Abolfazl. "Modélisation et caractérisation des machines synchro-reluctantes saturées par des méthodes numériques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://www.theses.fr/1996INPL074N.
Full textAbstract:
Le présent travail est consacré à la modélisation des machines synchro-reluctantes (MSR) en tenant compte de la saturation et de l'effet croisé. Parmi les méthodes utilisées pour la caractérisation des MSR, la méthode numérique est la mieux adaptée à l'optimisation, mais elle nécessite un grand nombre de calculs, lorsqu'on tient compte de la distribution réelle des ampères-conducteurs et de la géométrie réelle de la machine. Pour réduire le nombre de calculs, tout en préservant la géométrie, nous proposons une distribution équivalente qui à le même fondamental que la distribution réelle. Les résultats obtenus par la distribution équivalente concordent bien avec ceux obtenus par la distribution réelle, ce qui montre que le niveau de saturation est pratiquement imposé par le seul fondamental. Après avoir vérifié cette méthode, nous l'avons appliquée à la modélisation d'une MSR à deux pôles. Ce modèle est ensuite utilisé pour la commande de la machine. Le fait d'imposer au courant sur l'axe direct une valeur constante et élevée, rend l'effet croisé négligeable et permet de contrôler le couple électromagnétique dans cette machine exactement comme dans une machine non saturée
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Daguse, Benjamin. "Modélisation analytique pour le dimensionnement par optimisation d’une machine dédiée à une chaîne de traction hybride à dominante électrique." Thesis, Supélec, 2013. http://www.theses.fr/2013SUPL0012/document.
Full textAbstract:
Les travaux menés au cours de cette thèse abordent les aspects de la conception optimale des machines électriques appliquées à la traction automobile.Cette thèse traite tout d’abord des contraintes imposées par le cahier des charges de l’application automobile électrique/hybride. Une méthode de classification ayant pour but de réduire le nombre d’évaluations des points de fonctionnement y est décrite. Ensuite, un prédimensionnement optimal de la machine est présenté. Le design de la machine est alors construit pour respecter la solution obtenue par le prédimensionnement.Dans la suite, une modélisation électromagnétique analytique précise et rapide de la machine est mise au point pour évaluer ses performances. Enfin, le modèle analytique précédemment conçu est couplé à une routine d’optimisation. Deux solutions optimales de machines synchrones à aimants permanents (MSAP) dédiées à l’application automobile seront finalement mises en exergueThe work presented in this thesis aims at the modelling and optimisation of electrical machine for an automotive application.The first part shows the constraints required to electric/hybrid automotive specifications. A clustering method which allows to reduce evaluations number of the operating points is described. Next, an optimal pre-sizing of the machine is presented and designed in order to respect this optimal pre-sizing.In what follows an accurate and fast analytical electromagnetic modelling of the machine is performed. Well, the analytical modelling developed is related to a genetic algorithm. Two solutions of permanent magnet synchronous machines (PMSM) designed to automotive application are finally showed and analysed
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Mahmoudi, Mohamad. "Thermal modelling of the Synchronous Reluctance Machine." Thesis, KTH, Elektrisk energiomvandling, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-96299.
Full textAbstract:
In this paper two methods for thermally modelling the Synchronous Reluctance Machine (SynRM) have been developed and compared to measured data. The first is an analytical method for estimating the end winding temperature based on Brostr¨oms formula. Curve fitting to the measured data was done by Gauss-Newton estimation. The second method uses a lumped thermal network for steady state temperature estimation based on machine geometry. Thermal modelling of the machine parts are portrayed. The frame to ambient thermal resistance is derived from measured data. Friction and windage losses are calculated through measurement, the core losses are separated based on finite element calculations. The results for both methods show good agreement. A comparison between the different methods is made.
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LIMA, GUILHERME AUGUSTO FERREIRA. "A SYNCHRONOUS VIRTUAL MACHINE FOR MULTIMEDIA PRESENTATIONS." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2015. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=26547@1.
Full textAbstract:
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIROCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO
As linguagens multimídia de alto-nível atuais são limitadas. Suas limitações decorrem não da ausência de funcionalidades mas da complexidade causada pelo excesso delas e, especialmente, da sua definição não-estruturada. Linguagens como NCL, SMIL e HTML definem diversas construções para controlar a apresentação de dados audiovisuais, porém falham ao não descreverem precisamente como essas construções relacionam-se umas com as outras, particularmente em termos de comportamento. Não há uma separação clara entre construções básicas e construções derivadas; nem um princípio aparente de estruturação hierárquica na sua definição. Usuários dessas linguagens podem dispensar tal princípio, mas ele é imprescindível para as pessoas que definem e implementam essas linguagens: o princípio de estruturação hierárquica torna as especificações e implementações controláveis através da redução da linguagem a um conjunto de conceitos básicos (primitivos). Nesta tese, um conjunto de tais conceitos básicos é proposto e adotado como a linguagem de uma máquina virtual para apresentações multimídia. Mais precisamente, uma nova linguagem multimídia de alto-nível, chamada Smix (Synchronous Mixer), é apresentada e definida de forma a servir como camada de abstração adequada para a definição e implementação de linguagens multimídia de nível superior. Ao definir a linguagem Smix, isto é, ao escolher um conjunto de conceitos básicos, este trabalho visa o minimalismo mas ao mesmo tempo trata alguns dos principais problemas das linguagens multimídia de alto-nível atuais, a saber, os modelos semânticos inadequados de suas especificações e as abordagens não-sistemáticas de suas implementações. No lado da especificação, sustenta-se o uso de uma semântica síncrona simples porém expressiva, com uma noção temporal precisa. No lado da implementação, propõe-se uma arquitetura de duas camadas que facilita o mapeamento dos conceitos da especificação em primitivas de processamento digital de sinais. A camada superior (front end) é a realização da semântica e a camada inferior (back end) estrutura-se como um dataflow para processamento digital de sinais multimídia.
Current high-level multimedia languages are limited. Their limitation stems not from the lack of features but from the complexity caused by the excess of them and, more importantly, by their unstructured definition. Languages such as NCL, SMIL, and HTML define innumerable constructs to control the presentation of audiovisual data, but they fail to describe how these constructs relate to each other, especially in terms of behavior. There is no clear separation between basic and derived constructs, and no apparent principle of hierarchical build-up in their definition. Users may not need such principle, but it is indispensable for the people who define and implement these languages: it makes specifications and implementations manageable by reducing the language to a set of basic (primitive) concepts. In this thesis, a set of such basic concepts is proposed and taken as the language of a virtual machine for multimedia presentations. More precisely, a novel high-level multimedia language, called Smix (Synchronous Mixer), is presented and defined to serve as an appropriate abstraction layer for the definition and implementation of higher level multimedia languages. In defining Smix, that is, choosing a set of basic concepts, this work strives for minimalism but also aims at tackling major problems of current high-level multimedia languages, namely, the inadequate semantic models of their specifications and unsystematic approaches of their implementations. On the specification side, the use of a simple but expressive synchronous semantics, with a precise notion of time, is advocated. On the implementation side, a two-layered architecture that eases the mapping of specification concepts into digital signal processing primitives is proposed. The top layer (front end) is the realization of the semantics, and the bottom layer (back end) is structured as a multimedia digital signal processing dataflow.
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Di, Nardo Mauro. "Design of high speed synchronous reluctance machine." Thesis, University of Nottingham, 2017. http://eprints.nottingham.ac.uk/43223/.
Full textAbstract:
This thesis describes the work done during the several stages of the design, analyse, manufacture and test of a high speed synchronous reluctance machine capable of delivering 5 kW at 80 krpm. In order to meet such demanding speed requirement, several multi-disciplinary design exercises have been carried out having different aims. First the influences of the speed-dependent limiting factors on the machine performance have been investigated by analytical methodologies. After the preliminary analytical design, the main challenges related with the structural and electromagnetic FE-based design refinements have been identified. A comparative study has been then presented with the purpose of identify the most effective rotor design approach in terms of performance of the final design and computational effort related for its achievement. Once the design strategy has been chosen, the advantages of considering rotor parametrization of increasing complexity are evaluated via a comparative study showing the results of several structural optimizations. This study indicated the optimal geometry to manufacture. Prior to the machine prototyping, the influence of the rotor manufacturing tolerance as well as the thermal limitations on the machine performance have been deeply analysed. Tests carried out on the prototype have essentially validated the proposed design approach. In addition, an investigative study aimed at identifying and understanding the reasons of the found discrepancy between the measured and expected performance is also reported.
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GAMBA, MATTEO. "Design of non conventional Synchronous Reluctance machine." Doctoral thesis, Politecnico di Torino, 2017. http://hdl.handle.net/11583/2669965.
Full textAbstract:
Synchronous reluctance (SyR) and Permanent magnet Synchronous Reluctance (PM-SyR) machines represent an answer to the growing emphasis on higher efficiency, higher torque density and overload capability of ac machines for variable-speed applications. Their high performance is particularly attractive in electric traction and industry applications. The SyR technology represents a convenient solution to obtain high efficiency machines at reduced cost and high reliability. The manufacturing costs are comparable to other existing technologies such as induction motors. Different SyR and PM-SyR machines with different ratings and applications were designed, for comparison with induction motors having equal frame. An accurate comparison between Induction motors, SyR and PM-SyR machines is reported, with reference to the IE4 and IE5 efficiency specifications that could become mandatory in the next years.
Three studies are classified under the term ”Non-Conventional” machines:
Line-Start SyR motor: is a special SyR machine designed for constant speed applications, line supplied. The rotor flux barriers are filled with aluminum, to obtain a squirrel cage that resembles the one of an induction motor. The manufacturing costs are comparable to those of the induction motor, and the efficiency is higher. Two prototypes were realized and tested.
FSW-SyR: tooth-wound coils and fractional slot per pole combinations were investigated. They are of interest because they permit a simplification and higher degree of automatization of the manufacturing process. However, FSW-SyR machines are known for their high torque ripple, low specific torque and power factor. The number of slots per pole was optimized to maximize the torque density. Dealing with the torque ripple, a lumped parameters model was used together with optimization in SyRE. A design with minimized ripple was obtained, comparable to a distributed winding machine in this respect. This design was prototyped and tested.
Mild Overlapped SyR: this study shows a new winding configuration applied to SyR and PM-SyR machines. The proposed case is in the direction to find a hybrid solution between distributed winding and tooth winding motors, that permits to reduce costs and improve performances. One limitation of this solution is that only number of pole pairs equal to five or higher are feasible, and this reduces the applicability of the solution to classical industry applications, where one to three pole pairs are normally used.
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Bahri, Elmehdi. "Minimisation active des contraintes générées par les défauts dans les machines électriques : application à la MSAPS." Thesis, Artois, 2017. http://www.theses.fr/2017ARTO0201/document.
Full textAbstract:
Les travaux réalisés dans la thèse ont permis de développer une méthodologie permettant de réduire les ondulations de couple générées par un défaut statorique dans une machine synchrone avec aimants montés en surface. Deux types défaut ont été traités : le déséquilibre du bobinage statorique, illustré dans l’étude par un manque de spire, et un court- circuit entre spires. Les composantes harmoniques de couple générées par ces types de défaut ont été identifiées et nous avons déterminé la composante inverse de courant à injecter dans l’alimentation pour réduire la composante harmonique de couple principale, qui est à deux fois la fréquence d’alimentation. Deux approches ont été utilisées pour déterminer cette composante inverse de courant : une approche basée sur l’induction d’entrefer issue du calcul analytique prenant en compte l’effet magnétique des courants dans chaque encoche et une approche basée sur les vecteurs espaces flux et courant. Cette deuxième approche permet de mettre en œuvre le principe de correction avec une simulation matlab-simulink, qui donne des résultats probants, que la machine fonctionne en boucle ouverte commandée en fréquence, ou en autopilotée, insérée dans une boucle de régulation de vitesse. Nous avons également mis en œuvre les dispositifs expérimentaux permettant de valider l’étude théorique. Le banc utilisé comprend une machine synchrone à aimants et sa charge. La Machine synchrone est alimentée par un onduleur et commandée par un système dSPACE permettant de contrôler la composante inverse de courant et d’assurer l’autopilotage. Un accéléromètre correctement placé permet de mesurer les vibrations tangentielles, générées par les fluctuations de couple. Pour les deux types de défaut, la réduction de l’harmonique de vibrations tangentielles à deux fois la fréquence d’alimentation a été mise en évidence suite à l’injection d’une composante inverse de courant. Une bonne concordance apparait entre la théorie et l’expérimentation pour ce qui est de l’amplitude de la composante inverseThe work carried out in this thesis consists in developing a methodology to reduce the torque ripples generated by a stator fault in a surface permanent magnet synchronous machine. Two faults have been treated: the unbalance of the stator winding, illustrated in the study by a lack of turns, and a stator inter-turns short-circuit. The harmonic torque components generated by the both faults have been identified and the inverse current component to be injected in the supply currents has been determined to reduce the main torque component, which is at twice the supply frequency. Two approaches have been used to determine this inverse current component: an approach based on the air gap flux density resulting from an analytical calculation taking into account the magnetic effect of the currents in each slot, and an approach based on the flux and current space phasor. This second approach makes it possible to implement the correction principle in matlab-simulink simulations. These simulations give convincing results whether the machine operates in a frequency-controlled open loop or in a vector control mode inserted in a speed control loop. Experimental tests have been realized to validate the theoretical study. The used test bench includes a Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM) coupled to a DC machine. The PMSM is powered by an inverter controlled by a dSPACE system able to tune the inverse current component and ensure the vector control. A properly positioned accelerometer is used to measure the tangential vibrations generated by torque fluctuations. For both faults, the reduction of the harmonic of tangential vibrations at twice the supply frequency was demonstrated by injection of an inverse current component. A good agreement between theory and experimentation in terms of the amplitude of the inverse component was obtained
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Quernheim, Daniel. "Bimorphism Machine Translation." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Leipzig, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-223667.
Full textAbstract:
The field of statistical machine translation has made tremendous progress due to the rise of statistical methods, making it possible to obtain a translation system automatically from a bilingual collection of text. Some approaches do not even need any kind of linguistic annotation, and can infer translation rules from raw, unannotated data. However, most state-of-the art systems do linguistic structure little justice, and moreover many approaches that have been put forward use ad-hoc formalisms and algorithms. This inevitably leads to duplication of effort, and a separation between theoretical researchers and practitioners.
In order to remedy the lack of motivation and rigor, the contributions of this dissertation are threefold:
1. After laying out the historical background and context, as well as the mathematical and linguistic foundations, a rigorous algebraic model of machine translation is put forward. We use regular tree grammars and bimorphisms as the backbone, introducing a modular architecture that allows different input and output formalisms.
2. The challenges of implementing this bimorphism-based model in a machine translation toolkit are then described, explaining in detail the algorithms used for the core components.
3. Finally, experiments where the toolkit is applied on real-world data and used for diagnostic purposes are described. We discuss how we use exact decoding to reason about search errors and model errors in a popular machine translation toolkit, and we compare output formalisms of different generative capacity.
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Voyant, Jean-Yves. "Calcul des performances d'une machine synchrone à poles saillants." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0195.
Full textAbstract:
Ce travail concerne les machines synchrones à excitation (rotor bobiné). Leur modélisation est effectuée sous forme analytique; elle peut être employée lors des phases d'étude et de conception de ces machines (par exemple, pour la prédétermination des formes d'ondes et des pertes fer). Le premier chapitre présente les véhicules électriques et les particularités de leur chaîne de traction. Nous en déduisons ensuite les contraintes qui influent sur les paramètres magnétiques de ces machines. La méthode de calcul utilisée est détaillée dans le deuxième chapitre. Celle-ci permet d'analyser les effets de la saillance des machines au cours de leur rotation. Cette méthode se base sur une étude de la perméance d'entrefer (unique point traité par résolution numérique) qui conduit à un modèle de cette zone soit ponctuel, soit harmonique. Nous présentons ensuite les éléments permettant d'adapter cette caractérisation au cas des machines synchrones à aimants permanents. Les chapitres suivants sont consacrés à l'exploitation et à la validation de ce modèle pour différents points de fonctionnement de la machine. Le calcul des inductances (directe et en quadrature) en régime permanent, ainsi que la détermination de la répartition instantanée des flux en rotation, y sont traités. Les résultats obtenus avec le modèle analytique sont comparés à ceux obtenus avec des résolutions intégralement numériques (éléments finis). Divers cas ont été testés, notamment le fonctionnement en survitesse avec une forte réaction d'induit et le fonctionnement à couple maximum. Le modèle a permis de reconstituer avec une bonne précision ces différents cas, même en présence de saturation. Ces résultats valident le concept développé iciThis thesis deals with the analysis of separately-excited synchronous machines (field winding). Mathematical expressions are derived under analytic forms for study and design stages (e. G. Pre-calculation of wave shapes and iron losses). The first chapter introduces electric vehicles (E. V. ) and drive-train particularities. This part shows the constraints which can affect magnetic values inside E. V. Machines. The second chapter develops a calculation method relevant to this context. It allows the analysis of harmonic effects as a result of saliency and machine rotation. This method is based on the study of air-gap permeance (data are obtained once only from a numerical resolution) leading to either punctual or harmonic models of this zone. Complementary information is also given in order to apply the characterisation method to synchronous machines excited with permanent magnets. The next chapters are dedicated to the use and validation of the model forvarious machine operating points. Direct and quadrature-axis inductances are ca1culated for steady-state operation ; the instantaneous flux distribution during rotation is also determined. Cases of high speed with a large. Armature reaction field can be investigated as weIl as cases of maximum torque. The analytic-model results have been compared to those obtained with all-numerical computations (finite elements). The model is able to reconstruct the different cases, with excellent accuracy, even for extensive-saturation cases (core non-linearity). These comparisons confirm the validity of the proposed concept
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Ennassiri, Hamza. "Analyse magnéto-vibroacoustique des machines synchrones discoides à commutation de flux dédiées aux véhiculex électriques hybrides." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMLH36/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse traite la problématique des émissions vibroacoustiques dès les premières phases de conception de machines électriques dans le but de mettre en œuvre des machines robustes, fiables et surtout efficientes répondant aux contraintes dans un large domaine d’applications et spécialement pour le véhicule électrique et hybride. Ce manuscrit ne s’intéresse pas seulement à l’identification et la mise en exergue de la problématique vibroacoustique mais surtout a apporté des solutions et des éléments de réponse à certaines contraintes. La problématique vibroacoustique étant trop vaste et trop complexe, ce travail de thèse se focalise sur les aspects vibroacoustiques d’origine électromagnétiques. Pour ce faire, les méthodes de réduction de bruit sont présentées mais seules les solutions de réduction passive sont évoquées. Ces solutions se basent sur le dimensionnement et la conception par optimisation de machines électriques performantes et moins bruyantes. Cela nous ramène au cœur de ce travail qui est le développement d’outils et de modèles multi-physique réunissant les critères de généricité, rapidité, précision et facilité de couplage. Dans ce cadre, plusieurs modèles électriques, magnétiques, mécaniques, thermiques, et acoustiques sont présentés. Différentes stratégies de couplages et d’approches de modélisation sont investiguées. Des conclusions sont tirées à chaque fois en fonction des besoins pour le cas d’applicationThis PhD thesis deals with the issue of vibroacoustic emissions from the first design phases of electrical machines in order to have robust, reliable and above all efficient machines that meet the constraints in a wide range of applications and especially electrical vehicles. This manuscript is not only interested in the identification and highlighting the vibroacoustic problem, but above all to brought solutions and response elements to certain constraints. Knowing that the vibroacoustic problem is too vast and complex, this thesis focuses on vibroacoustic aspects of electromagnetic origin. To do so, the methods of noise reduction are presented but only the passive reduction solutions are used. These solutions are based on the design and optimization of efficient and less noisy electrical machines. This brings us back to the core of this work, which is the development of tools and multi-physics models combining the criteria of genericity, speed, accuracy and simplicity of coupling. In this context, several electric, magnetic, mechanical, thermal and acoustic models are presented. Different coupling strategies and modeling approaches are investigated. Conclusions are drawn each time according to the needs for the application use case
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Hudson, William J. "Interactive electromagnetic circuits for synchronous machines." Thesis, Nottingham Trent University, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.424651.
Full text
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DIANA, MICHELA. "Tooth-coil wound multiphase synchronous machines." Doctoral thesis, Politecnico di Torino, 2018. http://hdl.handle.net/11583/2713044.
Full textAbstract:
Nowadays we are witnessing a strong growth in the full electric vehicle market.
In the field of traction the requirements are low weight, small dimensions and low
cost, without renouncing reliability and good performances. The high power density
requirement is pushing the research towards integrated drive solutions. A particular
drive that allows to obtain more insightful integrated solutions is the multi-phase one.
In fact, in multi-phase structures it is possible to realize a converter as a combination
of standard modules with an equal subdivision of the current. The resulting power
electronics modules meet the needs of an integrated solution: smaller and widely
distributed.
Although road electric vehicles primarily adopt 3-phase drives, the multi-phase
version could represent a good alternative not only for its integration capability
but also for other features like reduced weight and volume, high efficiency, low
vibrations and noise, robustness and, overall, fault tolerance. The aim of this thesis is
to investigate a particular category of multiphase machines, characterized by a very
simple structure that allows to match manufacturing and performance standards.
In Chapter 1, the subcategory of multiphase machine object of the investigation
is identified. Considering a simple stator structure, as the tooth-coil wound, a
general algorithm to identify the right stator-rotor coupling in multiphase machine is
presented.
In Chapter 2, an analytical and generalized formulation of the harmonic fields at
the air gap for the multi-n-phase solutions chosen is reported allowing to understand
and quantify the harmonic compensation in the MMF. Starting from the Lorenz
Force Law an analytical formulation of the torque and torque ripple is then proposed.
The model proposed has been then verified by Finite Element Analysis (FEA).
In Chapter 3, the main issues tackled in the design of a nine phase machine are
reported. Between the possible solutions a 9 slot 10 poles PM-inset machine has
been chosen. The chapter reports the evaluation of the performance conducted by the
time stepping FEA. The chapter reports the experimental results that were conducted
on a prototype. A description of the control infrastructure is reported.
In Chapter 4, a simple modulation strategy that allows to reduce the DC-link
stress for a triple-3-phase drive is presented. The analysis of the benefits introduced
by the PWM phase shifting are evaluated by steady state simulations ,using the
software Pspice, in all the possible operating conditions. A worst case approach has
been chosen in order to find the best angle of shifting between carriers to reduce
the DC-link rms current in multi-3-phase drives. The results of the experimental
validation are reported. The same analysis has been extended to sectored multiphase.
In Chapter 5, a mathematical model is proposed in order to evaluate the torque
and the torque ripple in fractional slot tooth-coil wound (TCW) Synchronous Reluctance
(SyR) machines. Considering a generic harmonic field and an ideal SyR rotor,
the rotor magnetic potential is modelled and the torque equations are calculated
starting from the Lorenz Force Law. Time stepping FEA results are reported in order
to verify the formulations.
Appendix A reports the mathematical demonstration that defines the rotor reaction
for an ideal SyR rotor together with the methodologies used to design the SyR
constant permeance rotor.
Appendix B reports the manufacturing process of the machine.
Appendix C reports the COOL-TIE concept: a cooling devices for the electrical
machine compatible with the power electronic integration
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Suemitsu, Walter. "Asservissement numérique d'une machine synchrone autopilotée." Grenoble INPG, 1986. http://www.theses.fr/1986INPG0066.
Full text
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Chillet, Christian. "Machine synchrone multidisque à aimants permanents." Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG0125.
Full textAbstract:
Après des considérations sur la structure et le refroidissement des machines synchrones multidisques, on étudie l'influence des dimensions caractéristiques sur la puissance disponible. On montre l'efficacité du refroidissement par circulation d'eau à la périphérie des conducteurs et l'intérêt d'une section variable de conducteur lorsque les dimensions de celui ci sont voisines de l'épaisseur de peau. Un prototype de moyenne puissance est en cours de réalisation (350 KW. 9000 tr/mn, 75 kg, 750 Hz, 1 KW de pertes électromagnétiques). Les calculs effectués ont été validés par des essais thermiques. Le rotor étant en cours de réalisation, les essais complets de la machine seront publiés par ailleurs
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Suemitsu, Walter. "Asservissement numérique d'une machine synchrone autopilotée." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37601415r.
Full text
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Chillet, Christian. "Machine synchrone multidisque à aimants permanents." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376127407.
Full text
48
Gardell, Jonathan David. "Synchronous machine distributed models for internal fault studies." The Ohio State University, 1987. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1341334132.
Full text
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Bruguier, Cyrille. "Commande d'une machine synchrone à aimants sans capteur mécanique." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0133.
Full textAbstract:
Les machines synchrones à aimants permanents sont de plus en plus utilisées dans les applications de petites et moyennes puissances. Dans les techniques de commande les plus répandues de ces machines, la position rotorique doit être connue. Les capteurs utilisés sont coûteux et posent des problèmes de fiabilité, de maintenance ou d'encombrement. Notre travail a porté sur la définition, l'étude (analytique et en simulation) et la mise en oeuvre expérimentale d'estimatives numériques de vitesse et position. Ces estimations sont basés sur les mesures de courants de phase et des grandeurs de commandes projetées dans un repère tournant estimé. Les composantes du vecteur courant sont reconstituées à partir des équations électriques de la machine et comparées aux courants mesurés. Les erreurs obtenues sont fonction de l'erreur de position et de vitesse entre le repère estimé et le repère tournant lié au rotor. Ces erreurs sont asservies à zéro grâce à des correcteurs dont les sorties sont la vitesse et la position estimée. Sauf à très basse vitesse, les résultats obtenus sont très satisfaisants et comparables à ceux obtenus avec un capteur mécanique. Une première structure spécifique aux basses vitesses est proposée ainsi qu'une méthode permettant de connaître la position à l'arrêt
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Neagoe, Cristian Emil. "Étude de nouvelles structures de machines électriques." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0119.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse présente l'étude d'une structure cylindrique de machine à double entrefer, en versions asynchrone et synchrone. L'étude théorique est basée sur l'identification du schéma équivalent de la machine à partir des simulations numériques par la méthode des éléments finis. Les paramètres qui caractérisent son comportement en régime dynamique sont déterminés en simulant l'essai de la réponse fréquentielle à l'arrêt. Une maquette, dont le double stator peut fonctionner soit en mode asynchrone, avec un rotor à cage d'écureuil, soit en mode synchrone, avec un rotor à aimants permanents, a été dimensionnée et construite pour la caractérisation expérimentale de cette structure. Chaque version de la maquette est comparée avec une machine classique de même type. La version synchrone s'avère mieux adaptée à la structure à double entrefer : sa puissance massique est sensiblement améliorée et son rotor ne pose pas de problèmes particuliers de tenue mécanique. Les deux versions de cette maquette sont intéressantes par leur moment d'inertie rotorique réduit