Etude expérimentale et modélisation du comportement thermique d'une machine électrique multi-fonctions PDF Download
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Author: Béatrice Renard (thermicienne).)
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Languages : fr
Pages : 248
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Book Description
Le travail a consisté à étudier le comportement thermique dynamique d'une machine électrique asynchrone assurant les fonctions d'alternateur, de démarreur et de boost en contexte de véhicule automobile. Un modèle thermique numérique (méthode nodale) de l'alternateur-démarreur-intégré (ADI) et de son environnement a été élaboré. Une étude est effectuée sur le bobinage de fils de cuivre. Par ailleurs, on a simulé les transferts convectifs à l'aide d'un outil CFD et on a utilisé une méthode de superposition pour traduire les résultats obtenus sous forme d'un réseau. Parallèlement, des essais expérimentaux spécifiques ont permis la validation du modèle thermique, d'analyser certains aspects du comportement thermique de ce système multi-fonctions et de participer à mieux préciser le montant de pertes fer, générées en mode alternateur. Finalement, le modèle nodal après recalage a permis de classer les paramètres d'importance vis-à-vis du comportement en situation d'utilisation de l'ADI lors de cycles de roulage précis.
Author: Béatrice Renard (thermicienne).)
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Languages : fr
Pages : 248
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Book Description
Le travail a consisté à étudier le comportement thermique dynamique d'une machine électrique asynchrone assurant les fonctions d'alternateur, de démarreur et de boost en contexte de véhicule automobile. Un modèle thermique numérique (méthode nodale) de l'alternateur-démarreur-intégré (ADI) et de son environnement a été élaboré. Une étude est effectuée sur le bobinage de fils de cuivre. Par ailleurs, on a simulé les transferts convectifs à l'aide d'un outil CFD et on a utilisé une méthode de superposition pour traduire les résultats obtenus sous forme d'un réseau. Parallèlement, des essais expérimentaux spécifiques ont permis la validation du modèle thermique, d'analyser certains aspects du comportement thermique de ce système multi-fonctions et de participer à mieux préciser le montant de pertes fer, générées en mode alternateur. Finalement, le modèle nodal après recalage a permis de classer les paramètres d'importance vis-à-vis du comportement en situation d'utilisation de l'ADI lors de cycles de roulage précis.
Author: Robert Bernard (docteur en sciences pour l'ingénieur).)
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Languages : fr
Pages : 282
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Book Description
Ce travail concerne le développement et la validation d'un modèle de simulation du comportement thermique tridimensionnel en régime permanent de petits moteurs électriques à courant continu, à aimants permanents et à collecteur. Trois moteurs, de très grande série, de différentes géométrie et puissance sont étudiésL Le logiciel est développé à partir du code de calculs par éléments finis FLUX3D. Toutes les structures intégrées sont totalement paramétrées sur le plan géométrique en vue d'une aide à la conception et à l'optimisation de topologies relativement voisines. L'équation de la chaleur modelise l'ensemble des transferts thermiques du moteur. Cela implique de recaler certains paramètres thermofluides par confrontation directe des températures simulées et expérimentales. Une séparation détaillée des différentes pertes est effectuée à l'aide d'un banc d'essais. Une méthode expérimentale associée à un modèle analytique de commutation est proposée pour estimer précisément les pertes générées aux contacts balais-collecteur. Un modèle numérique 2D de caractérisation de matériaux hétérogènes et anisotropes (bobinage) est établi. Un banc d'essais thermiques permet d'obtenir à l'aide de 40 thermocouples (chromel-alumel de 100 uM de diamètre), les températures au stator et au rotor. Une caméra de thermographie infrarouge donne les conditions aux limites de Dirichlet nécessaires à la modélisation. Les résultats expérimentaux et simulés sont analysés et confrontés. On détaille ensuite un modèle permettant de déterminer l'évolution des températures du moteur en fonction de la vitesse. De plus, une prise en compte de l'évolution de l'ambiante est réalisée au travers des conditions aux limites de Neumann non homogènes (H,e). L'avant dernier point traite de potentielles incertitudes de valeurs de paramètres (sources, conductivités) et de leur conséquence sur les températures finales simulées. Pour terminer, l'étude complète d'une quatrième machine de structure nouvelle (mais de topologie similaire) montre la validité de la méthode au travers d'une bonne convergence des températures statoriques simulées et expérimentales.
Author: Olfa Meksi
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En plus des aspects électrique, magnétique, vibro-acoustique et mécanique, les considérations thermiques doivent être prises en compte lors des phases de conception et d'optimisation des machines électriques. Ce mémoire se porte sur l'analyse et la simulation du comportement thermique des machines électriques Totalement Fermées et Non Ventilées (TFNV) et plus particulièrement sur le cas de la machine Synchro-réluctante (Synchrel), utilisée comme actionneur d'embrayage. Un modèle thermique détaillé (MTD), décrivant le comportement thermique de la machine Synchrel est conçu. Ce MTD proposé est construit grâce à une combinaison de la méthode à Constantes Localisées (CL) et d'une technique numérique de type Mécanique des Fluides Numériques (MFN). La première méthode est dédiée à la modélisation des transferts conductifs et radiatifs. La seconde permet de modéliser le mécanisme de refroidissement par convection naturelle autour de la machine Synchrel. Compte-tenu de l'importance du mode de refroidissement sur l'évolution des températures critiques, l'approche MFN peut apporter plus de précision. Par contre, elle nécessite des temps de calcul importants ce qui freine son utilisation. Afin de surmonter cette problématique, les résultats numériques obtenus pour des points de fonctionnement particuliers sont utilisés afin de définir des relations de corrélation analytiques. Cette analyse numérique est accompagnée d'une démarche expérimentale afin d'élaborer les corrélations expérimentales correspondantes. L'étude montre que les solutions numériques peuvent converger vers des solutions plus précises si l'on tient compte des données d'incertitudes introduites par cette approche. La deuxième problématique traitée est la détermination des Résistances Thermiques de Contact (RTCs) des machines électriques. Elles constituent des paramètres clefs dans la définition du MTD complet. La démarche de détermination des RTCs est basée sur deux approches d'identification paramétrique. La première est basée sur des observations expérimentales du comportement thermique de la machine. La seconde est basée sur une approche mathématique de réduction de modèle. Les valeurs déterminées sont cohérentes avec la littérature, bien que la machine Synchrel diffère en topologie, taille et puissance. En utilisant la corrélation d'origine numérique du phénomène de convection externe, le MTD complet est alors utilisé afin d'évaluer la variation de température due à l'erreur introduite par la MFN. En utilisant la corrélation expérimentale, le MTD complet est validé. Les approches d'identification paramétrique conduisent à la construction de deux modèles thermiques de second ordre de la machine. Ces modèles permettent la surveillance du comportement thermique du bobinage et du carter. Ces deux modèles simplifiés font montre d'une prédictibilité satisfaisante au regard de leur simplicité.
Author: Bassel Assaad
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Languages : fr
Pages : 0
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Les machines électriques jouent un rôle très important dans la conversion d'énergie dans plusieurs applications et domaines. Les contraintes thermiques jouent ainsi un rôle indispensable dans la conception des machines électriques de plus en plus petites et performantes. En effet, la performance des machines électriques est limitée par les températures maximales admissibles dans certaines zones critiques telles que le bobinage, les aimants permanents et les roulements. Deux approches principales peuvent être utilisées pour étudier le comportement thermique de la machine: la méthode nodale ou le circuit à constantes localisées ou les modèles numériques. Dans notre étude, nous proposons d'appliquer la méthode nodale sur une machine électrique intégrée dans un environnement mécatronique complexe. Le modèle thermique développé de la machine est ainsi présenté avec ses différents éléments. En effet, un modèle précis dépend fortement de plusieurs paramètres thermiques tels que les coefficients d'échange convectif, les conductances de contact, les conductivités équivalentes du bobinage, et autres paramètres. En conséquence, des techniques d'analyse de sensibilité sont ensuite appliquées sur le modèle thermique pour identifier les paramètres d'influence significative sur les températures de la machine ainsi que pour la réduction de ce modèle. Ensuite, nous appliquons deux méthodologies d'identification des paramètres thermiques incertains sont développées et appliquées afin de recaler le modèle thermique de la machine. Cette étape permet la validation de ce modèle par rapport à des mesures thermiques sur une machine synchrone à aimants permanents internes installée sur un banc de caractérisation de machine électriques. Finalement, nous intégrons le modèle recalé dans une approche système mécatronique comportant les lois de commande de la machine ainsi que son convertisseur. Ceci permettra ainsi d'étudier l'influence de la température d'une machine électrique sur le système mécatronique complet.
Author: ALEXANDRE.. DUMAS
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Languages : fr
Pages : 319
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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE CONCERNE L'ETUDE DU FONCTIONNEMENT D'UNE MACHINE FRIGORIFIQUE A ADSORPTION A CHARBON ACTIF-METHANOL. L'ETUDE PORTE TOUT D'ABORD SUR LE COMPORTEMENT THERMIQUE DU CHARBON ACTIF EN PRESENCE DE METHANOL : ELLE COMPORTE UNE ANALYSE EXPERIMENTALE SUR LA CONDUCTIVITE THERMIQUE APPARENTE DE CE DERNIER ET UNE AUTRE SUR LA CONDUCTANCE A LA PAROI D'UN GENERATEUR CYLINDRIQUE. CECI A POUR BUT DE MIEUX COMPRENDRE LES MECANISMES DE TRANSFERT DE CHALEUR EN VUE D'UNE MODELISATION DES COMPORTEMENT THERMIQUES ET THERMODYNAMIQUE DE LA MACHINE. LA SECONDE PARTIE DE CE TRAVAIL CONSISTE A ETUDIER LES COMPORTEMENTS THERMODYNAMIQUES DE LA MACHINE SIMPLE EFFET DU BANC EXPERIMENTAL EN FONCTION DE CERTAINS PARAMETRES ; CE QUI PERMET D'EN DEDUIRE LES PERFORMANCES D'UNE TELLE MACHINE. PAR UNE ANALYSE DES TEMPS DE COMMUTATION, IL A ETE CONSTATE QUE LA DUREE DE CYCLE PEUT ETRE CONSIDERABLEMENT REDUITE.
Author: Sophie Thieblin
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Languages : fr
Pages : 204
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DU COMPORTEMENT THERMIQUE DYNAMIQUE D'UN MOTEUR ELECTRIQUE SYNCHRONE, A AIMANTS PERMANENTS, DESTINE A LA TRACTION D'UN VEHICULE ELECTRIQUE ET SOUMIS DE CE FAIT A DES REGIMES DE CHARGE ET DE VITESSE VARIABLES. UN MODELE NUMERIQUE NODAL A ETE ELABORE ET REPRESENTE LA TOTALITE DE LA MACHINE. IL A ETE VALIDE A PARTIR D'ESSAIS EXPERIMENTAUX ADAPTES ET ACQUIS SUR UN PROTOTYPE. IL A ALORS PERMIS DE QUANTIFIER LES ECHANGES THERMIQUES ET DE DEGAGER DES VOIES D'OPTIMISATION DU REFROIDISSEMENT DU MOTEUR POUR UNE UTILISATION SEVERE ET EGALEMENT DANS UNE CONFIGURATION CARACTERISTIQUE D'UN COMPORTEMENT ROUTIER QUOTIDIEN. UN DEUXIEME VOLET DE CETTE ETUDE CONCERNE L'ELABORATION D'UN DISPOSITIF DE CONTROLE THERMIQUE DES AIMANTS PERMANENTS, ZONE PARTICULIEREMENT CRITIQUE VIS A VIS DES ECHAUFFEMENTS ET INACCESSIBLE A LA MESURE DIRECTE. L'UTILISATION DE LA METHODE DE REDUCTION MATHEMATIQUE PROPOSEE PAR EITELBERG A PERMIS D'OBTENIR DES MODELES REDUITS D'ORDRE FAIBLE QUI RETRANSCRIVENT AVEC PRECISION LES EVOLUTIONS DYNAMIQUES DE LA TEMPERATURE DE CES AIMANTS. PAR AILLEURS, LES MODELES REDUITS DEVELOPPES NOUS ONT PERMIS D'ABORDER LA DETERMINATION DES DISSIPATIONS GENEREES AU SEIN DU MOTEUR LORS DE PREMIERS ESSAIS D'ECHAUFFEMENT. CELA CONSISTE EN LA RESOLUTION D'UN PROBLEME INVERSE REPOSANT SUR LES EQUATIONS DU MODELE REDUIT ET UTILISANT DES THERMOGRAMMES EXPERIMENTAUX.
Author: Christian Foulon
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Languages : fr
Pages : 312
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LES CONCEPTEURS DE CHAMBRE DE COMBUSTION DE MOTEURS AERONAUTIQUES DOIVENT FAIRE FACE A DE NOUVELLES EXIGENCES INFLUANT DIRECTEMENT SUR LE COMPORTEMENT THERMIQUE DES PAROIS. LES TEMPERATURES DE FLAMME DANS LA ZONE PRIMAIRE QUI S'ACCROISSENT (2500K) ET LES NORMES ANTIPOLLUTION DE PLUS EN PLUS EXIGEANTES CONTRAIGNENT LES CONSTRUCTEURS A AMELIORER LES DISPOSITIFS DE REFROIDISSEMENT DES PAROIS ET A REDUIRE LES DEBITS D'AIR CONSOMMES PAR CES DISPOSITIFS. LA PREMIERE PARTIE DE NOTRE ETUDE CONCERNE LA SIMULATION NUMERIQUE D'UNE PAROI MULTIPERFOREE COMPORTANT DES PERFORATIONS DE FAIBLE ALLONGEMENT DISPOSEES EN CARRE OU EN QUINCONCE ET PERCEES PERPENDICULAIREMENT A LA SURFACE. LA PAROI COMPORTE UN REVETEMENT CERAMIQUE. LES SIMULATIONS SONT EFFECTUEES EN REGIME PERMANENT. LA VARIATION PARAMETRIQUE DES GRANDEURS GEOMETRIQUES (LE PAS, L'EPAISSEUR RELATIVE DE CERAMIQUE ET L'EPAISSEUR DE LA PAROI) ET THERMIQUES (LES COEFFICIENTS DE CONVECTION EN AMONT DE LA PERFORATION, DANS LA PERFORATION ET EN AVAL) NOUS PERMET D'ETABLIR DES CORRELATIONS POUR DES GRANDEURS ESSENTIELLES AU BON DIMENSIONNEMENT DES PERFORATIONS TELLES QUE LES TEMPERATURES MINIMALES, MAXIMALES, MOYENNES, LES ECARTS DE TEMPERATURES ET LES GRADIENTS MAXIMAUX LOCAUX DANS L'ACIER ET DANS LA CERAMIQUE. LA SECONDE PARTIE SE RAPPORTE A LA DETERMINATION EXPERIMENTALE DES COEFFICIENTS MOYENS DE CONVECTION. UNE PAROI POSSEDANT UNE INSTRUMENTATION SPECIFIQUE A ETE DEVELOPPEE. UNE METHODE NUMERIQUE D'IDENTIFICATION DE PARAMETRES PERMET, GRACE A DES MESURES DE TEMPERATURES DE SURFACE PAR THERMOGRAPHIE INFRAROUGE, DE DETERMINER LES COEFFICIENTS DE CONVECTION EN AMONT DE LA PERFORATION, DANS LA PERFORATION ET EN AVAL. DES CORRELATIONS SONT ETABLIES EN FONCTION DE PARAMETRES GEOMETRIQUES (LE PAS ET L'EPAISSEUR DE LA PAROI) ET AERODYNAMIQUES (LE NOMBRE DE REYNOLDS DANS LES PERFORATIONS ET LA VITESSE DE L'ECOULEMENT TRANSVERSAL). LA SYNTHESE DE CES DEUX ETUDES (NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE) PERMET DE DETERMINER LE COMPORTEMENT THERMIQUE DE LA PAROI. UN PREDIMENSIONNEMENT DANS DES CONDITIONS REELLES DE FONCTIONNEMENT EST PROPOSE POUR DES MOTEURS D'HELICOPTERE ET D'AVION.
Author: Jacques Oster (auteur d'une thèse de sciences.)
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Languages : fr
Pages : 6
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Author: Mohamed Cherkaoui (auteur d'une thèse de sciences).)
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Languages : fr
Pages : 206
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Book Description
Ce travail est une contribution à la modélisation, à l'étude et à la commande des machines alternatives, en particulier les machines à synchrones à double alimentation dont le stator est alimenté par un réseau fixe et le rotor par un réseau variable (MADA). Notre objectif premier est la mise en œuvre des moyens et des méthodes qui facilitent le traitement analytique des équations des machines alternatives en général. Pour cela nous étudions la représentation vectorielle et l'appliquons à la modélisation de ces machines. Après avoir dans un premier temps montre l'intérêt de ces outils mathématiques pour l'étude de la commande des machines alternatives symétriques, nous les appliquons ensuite à la modélisation et à l'étude analytique du comportement de la MADA nous avons étudié tout d'abord l'alimentation rotorique de cette machine pour des sources de tensions et optimisé le fonctionnement en minimisant les pertes par effet joule. Nous avons ensuite développé l'étude de l'alimentation rotorique par des générateurs de courant. Les équations électriques sont alors plus simples et le réglage du fonctionnement est facilité. Nous avons étudié la stabilité du système pour les deux modes d'alimentation et montre la supériorité et l'intérêt de l'alimentation rotorique en courant. Parallèlement à ces études théoriques, la partie expérimentale de ces travaux est consacrée au fonctionnement à vitesse variable d'une machine asynchrone associée à un cycloconvertisseur. Nous avons adopté la commande numérique de ce convertisseur à l'alimentation rotorique de la MADA et comparé les relevés expérimentaux aux résultats théoriques
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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Book Description
This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
