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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM
/ 02-12-2008
Hlioui Sami
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Dans le cadre de la motorisation électrique des véhicules dits propres (tels que les véhicules hybrides) où le cahier des charges est difficile à satisfaire, une dizaine d équipes dans le monde prospectent des topologies de machines synchrones qui permettraient de combiner la souplesse de fonctionnement de la machine synchrone à excitation bobinée aux avantages de la machine synchrone à aimants permanents. Parmi ces structures, nous trouvons la Machine Synchrone à Aimants Permanents à Concentration de Flux et à Double Excitation (MSAPConFDE) qui fait l objet des travaux de recherche présentés dans cette thèse réalisée dans le cadre d une coopération interuniversitaire entre le laboratoire SET de l Université de Technologie de Belfort-Montbéliard et le laboratoire SATIE de l Ecole Normale Supérieure de Cachan. On s est intéressé, en premier lieu, à l étude par la méthode des éléments finis de cette structure. Les modèles prennent en compte l aspect tridimensionnel de la MSAPConFDE, l anisotropie du feuilletage et la saturation magnétique. Ils ont permis d approfondir la compréhension des phénomènes qui régissent le fonctionnement d une telle structure et d analyser les différents trajets de flux. En second lieu, des modèles réluctants ont été établis. Les trajets de flux tridimensionnels, la saturation magnétique et les différents trajets de fuites ont été pris en compte. Finalement, ces modèles ont été exploités dans une démarche de pré-dimensionnement optimal basée sur l algorithme génétique. Les résultats obtenus nous encouragent à enrichir l outil de pré-dimensionnement par de nouveaux modèles de machines synchrones et par différents algorithmes d optimisation.
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Université de Franche-Comté, Université de Technologie de Belfort - Montbéliard (UTBM)
/ 16-11-2007
Bendjedia Moussa
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L objectif de ce travail est la commande sans capteur mécanique du moteur pas à pas hybride (MPPH). Nous avons effectué une étude bibliographique sur les différentes techniques de commande sans capteur qui peuvent être appliquées au MPPH. Nous avons choisi la méthode du FKE parce qu elle permet de filtrer les variables d état estimées et peut étendre l estimation aux paramètres du moteur. Pour résoudre le problème du temps de calcul, nous avons proposé un FKE en régime permanent. Dans ce cas, nous avons proposé de calculer la matrice du gain de Kalman hors-ligne avec une simulation très proche du système réel. Les résultats expérimentaux montrent un certain avantage de ce filtre par rapport au codeur incrémental. Pour détecter la position initiale du rotor, nous avons utilisé la méthode des impulsions de tension qui est basée sur la variation de l inductance par rapport à la position du rotor. Pour commander le MPPH en position, nous avons proposé un régulateur numérique RST. Nous avons montré par des tests de simulation que ce régulateur est insensible aux incertitudes paramétriques. Les résultats expérimentaux montrent un certain avantage de ce régulateur par rapport au régulateur PID classique. Nous avons proposé aussi une commande en position par retour d état. Les résultats expérimentaux, réalisés dans les mêmes conditions que celles du régulateur RST, montrent que la commande par retour d état peut être aussi une bonne solution pour commander le MPPH. Nous avons réalisé une carte électronique basée sur un double pont H et un banc de test mécanique. Pour l implantation des différents algorithmes, nous avons utilisé la puissante carte DSpace DS1103.
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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM, Universitatea tehnica (Cluj-Napoca, Roumanie)
/ 12-07-2007
Muntean Adina mariana
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Le travail présenté dans les six chapitres structurant cette thèse de doctorat s'insère dans la problématique actuelle des actionneurs pour véhicules électriques, ayant pour objectif l'analyse et le contrôle du couple développé par un moteur synchrine avec excitation par aimants permanents enterrés dans le rotor et enroulement induit au stator à alimentation par ondulateur de tension, en vue des applications de propulsion des véhicules électriques légers. Le premier chapitre décrit les caractéristiques essentielles d'un système de proplusion des véhicules électriques. Après l'argumentation détaillée des avantages des moteurs synchrones à aimants permanents dans une telle application, les topologies appropriées du rotor et stator de ces moteurs pour la propulsion des véhicules électriques légers sont examinées de près. La modélisation dynamique non linéaire du moteur synchrone à aimants permanents enterrés, en mode d'opération à couple constant jusqu'à la vitesse de base et à puissance constante avec défluxage à hautes vitesses, est développée dans le deuxième chapitre. Dans le troisièle chapitre, une analyse numérique du champ magnétique et des compsants -- mutuel, réluctant, de détente et pulsatoire - du couple caractérisant un moteur synchrone à aimants permanents enterrés est présentée. Une ample étude électromagnétique comparative, par simulation à l'aide de la méthode des éléments finis du logiciel FLUX 2D, est effectuée sur les moteurs synchrones à aimants permanents enterrés en mono- et double couche. Le quatrième chapitre s'occupe des stratégies de contrôle du couple pour les moteurs synchrones à aimants permanents enterrés. Les contrôles indirect et direct (DTFC) du couple en modes d'opération à couple constant et à puissance constante sont présentés. Un schéma de contrôle DTFC pour moteurs synchrones à aimants permanents enterrés en mode d'opération à couple constant (avec défluxage à maximisation du couple disponible) à hautes vitesses est proposé et validé par des résultats de simulation dynamique. Dans le cinquième chapitre, le banc d'essais réalisé et les résultats expérimentaux correspondants sont présentés. Les réponses dynamiques en couple des moteurs synchrones à aimants permanents enterrés, sous contrôle direct (DTFC) et indirect du couple en vue des applications de propulsion des véhicules légers, sont précisément et comparativement analysées. Le dernier chapitre résume les contributions originales de l'auteur de cette thèse et suggère les perspectives de développement des recherches dans le même domaine.
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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM
/ 24-11-2006
Deng Sihao
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Cette étude s'inscrit dans le cadre de l'amélioration et de la maîtrise de l'utilisation d'un robot appliquée à la projection thermique sur des formes de géométrie complexe. Différentes voies ont été étudiées pour mener à bien ce projet. Sur la base d'une structure logicielle dénommée (RobotStudio ), une trousse à outil dédiée à la projection thermique dite Thermal Spray Toolkit a été développée. Cette trousse à outil comporte trois modules ( PathKit , MonitorKit , ProfileKit ) qui fournissent respectivement les créations de la trajectoire robot, le contrôle du robot en ligne et l'analyse du profil du dépôt dans un environnement de projection thermique. Dans un premier temps, les principes de l'extension logicielle pour RobotStudio ont été étudiés et la structure globale du programme d'extension a été établie. Puis, des méthodes et protocoles de communication ont été analysés et testés pour la connexion avec le robot. Plusieurs expérimentations ont été effectuées pour tester les fonctionnalités et la stabilité du logiciel développé. Les résultats présentés montrent que ce développement est bien adapté à la génération et l'optimisation de trajectoires robot hors-ligne pour la projection thermique.
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Université de Franche-Comté, UFC, UTBM
/ 21-11-2006
Wahdame Bouchra
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La Méthode des Plans d Expériences (MPE) est un moyen efficace pour caractériser, analyser et améliorer un système Pile à Combustible (PàC). Après un bref aperçu de son fonctionnement et de ses contraintes, l auteur communique des éléments essentiels de la MPE. Celle-ci est ensuite appliquée à différents cas. Une première étude destinée à étudier l influence des débits et des pressions de gaz sur la puissance maximale d une pile PEM est d abord réalisée. L impact majeur du débit d air est mis en évidence à la fois par des plans complet et fractionnaire. Les plans et outils logiciels développés sont alors utilisés pour analyser des essais collectés sur une pile 5kW. Ils permettent d exprimer clairement et quantitativement les incidences sur les performances de la PàC des paramètres courant, température, pression et surstoechiométries des réactifs. Des interactions entre facteurs sont aussi décelées. Une modélisation statistique de la tension en fonction des paramètres étudiés est mise en oeuvre ultérieurement pour optimiser les conditions opératoires. La Méthode des Surfaces de Réponse est ensuite utilisée pour analyser un essai d endurance réalisé sur 1000 heures. L intérêt d adopter des surstoechiométries variables au cours du temps pour aboutir à des tensions de cellules élevées et présentant une faible dispersion est démontré. L auteur indique finalement comment la MPE peut contribuer à une meilleure compréhension de la physique des PàC. Trois domaines sont considérés : les pertes de charge dans les plaques bipolaires, l impact de l humidification sur la résistance interne du stack et le vieillissement à une température de fonctionnement haute.
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