Création d’un outil de dimensionnement par optimisation multiphysique et multiobjectif de machines synchro-reluctantes à aimants permanents pour véhicules électriques et hybrides.
Institution:
université Paris-SaclayDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In the work presented in this manuscript, we are interested in the implementation of a multi-physical sizing methodology by optimization of multilayer permanent magnet synchro-reluctant machines. This work aims first to identify the electrical machine technologies that can meet the needs of the automotive industry and then to set up a generic machine optimization methodology independent of the chosen machine technology. We started to review in chapter 1 the different electric machine technologies that can meet the needs of the automotive industry. From this study, we have seen that the current trend is towards the use of permanent magnet synchro-reluctant machines. In chapter 2, we presented the sizing methodology, as well as the fast and accurate multi-physics models we had set up during the thesis. Then, we used the machine dimensioning tool set up to perform sensitivity studies in chapter 3, looking in particular at the influence of the number of pole pairs, the ferromagnetic material characteristic, the number of magnet layers, etc. on the dimensioning of the synchro-reluctant machine. Finally, in the last chapter of the thesis, we dimensioned a 3kW machine prototype in order to validate the optimization approach and the physical models used during the dimensioning of the synchro-reluctant machine.
Abstract FR:
Nous nous intéressons dans les travaux présentés dans ce manuscrit à la mise en place d’une méthodologie multi-physiques de dimensionnement par optimisation de machines synchro-reluctantes multicouches à aimants permanents. Ces travaux visent dans un premier temps à identifier les technologies de machines électriques pouvant répondre aux besoins de l’automobile pour ensuite mettre en place une méthodologie d’optimisation générique de machines indépendante de la technologie de machine choisie. Pour ce faire, nous avons passé en revue dans le chapitre 1, les différentes technologies de machines électriques pouvant répondre aux besoins de l’automobile. Cette étude nous a permis de voir que la tendance actuelle est à l’utilisation des machines synchro-reluctantes à aimants permanents. Dans le chapitre 2, nous avons présenté la méthodologie de dimensionnement, ainsi que les modèles multi-physiques rapides et précis que nous avions mis en place durant la thèse. Ensuite, nous avons utilisé l’outil de dimensionnement de machine mis en place pour effectuer des études de sensibilités dans le chapitre 3 en regardant notamment l’influence du nombre de paires de pôle, de la caractéristique du matériau ferromagnétique, du nombre de couches d’aimants, etc. sur le dimensionnement de la machine synchro-reluctante. Enfin dans le dernier chapitre de la thèse, nous avons dimensionné un prototype de machine 3kW afin de valider la démarche d’optimisation et les modèles physiques utilisés lors le dimensionnement de la machine synchro-reluctante.