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Etude comparative de groupes électrogènes embarqués à large gamme de vitesse variable associant machines à aimants permanents et conversion statique

Tounsi, Bayram (2007) Etude comparative de groupes électrogènes embarqués à large gamme de vitesse variable associant machines à aimants permanents et conversion statique. (Comparative study of power electronics converters associated to large variable speed permanent magnet alternator for embedded generating set.)

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Abstract

Cette thèse propose une étude de différentes solutions de conversion d'énergie constituées par un alternateur à aimants permanents accouplé à un moteur thermique fonctionnant à vitesse variable et connecté à un dispositif de conversion statique de l'énergie électrique pour alimenter un réseau à courant continu. Le but est d'optimiser le groupe électrogène comme source d'énergie autonome pour des applications embarquées, tels que les camions frigorifiques ou la climatisation des bus. Dans ce type d'application le système de conversion statique assure la stabilité de la consommation en dépit de la vitesse d'entraînement du véhicule. Mais la large plage de variation de vitesse du moteur d'entraînement pénalise le dimensionnement des composants semi-conducteurs. C'est pourquoi différentes solutions visant à réduire le coût résultant de ce surdimensionnement sont proposées et analysées d'abord au plan statique, puis au plan dynamique sur un profil de vitesse représentatif. Un comparatif global est dressé pour un cahier des charges visant à fournir une puissance de 7kW sur un bus continu maintenu à 700V sur une plage de vitesse comprise entre 1500 et 6000rpm. Les différentes solutions portent d'une part sur la structure des machines synchrones à aimants permanents considérées : sans pièces polaires, avec pièces polaires, avec amortisseurs ou à double étoile. Elles portent d'autre part sur l'électronique associée : redresseurs à diodes, hacheur boost ou double boost, redresseur MLI. Un système d'autopilotage sans capteur est étudié pour cette dernière solution. ABSTRACT : This thesis presents a comparative study of different solutions for an energy conversion device including a permanent magnet alternator coupled with an internal combustion engine working at variable speed on a large range, typically between 1500rpm and 6000rpm. The aim is to optimize an autonomous electric generation set for embedded applications. In order to reduce the power components cost, different solutions are proposed and analysed in static and dynamic conditions. Since our system includes a permanent magnet machine and an AC/DC converter, we consider for each solution different machine structure (Interior Magnet Machine, Surface Mounted Magnet Machine, damping machine) and different converter structure (boost, double boost, PWM rectifier, Diode Bridge)

Department:Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique Industrielle - LEEI (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Astier, Stéphan
Uncontrolled Keywords:Machine synchrone à aimants permanents - Amortisseurs - Redresseur MLI - Composant de puissance - Dimensionnement - Commande sans capteur - Vitesse variable. KEYWORDS : Synchronous alternator - Damping machine - PWM rectifier - Power dimensioning - Sensorless control - Power component
Subjects:Electrical engineering
Deposited On:13 April 2007

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