Margaux TOPENOT : "Dimensionnement et tenue dynamique de pièces de rotors électriques sous excitations MLI"

Travaux de thèse de Margaux TOPENOT : "Dimensionnement et tenue dynamique de pièces de rotors électriques sous excitations MLI"

Il s’agit d’un travail sous convention CIFRE en partenariat avec l’entreprise Alstom à Ornans.

La présentation sera en français. Bien que la soutenance soit publique, les mesures sanitaires actuellement en vigueur limitent le nombre de personnes autorisées dans l'amphi. Seules les personnes invitées pourront assister à la soutenance en présentiel, mais il est possible de suivre la présentation en visio: https://live.femto-st.fr

Résumé : Le pilotage par Modulation de Largeur d'Impulsion (MLI) des moteurs électriques induit des oscillations de couple au niveau du rotor sur une large plage de fréquence et avec des amplitudes importantes. Ces excitations peuvent conduire à la rupture des pièces tournantes. Ce pilotage couplé à des modèles mécaniques simplifiés rend le dimensionnement des rotors complexes, ce qui mène à un surdimensionnement. L'objectif de la thèse est de maîtriser les modélisations dynamiques des rotors et de définir une méthodologie de dimensionnement sous excitation MLI. Le premier apport méthodologique concerne une méthode de réduction du modèle mécanique du rotor s’appuyant sur une base de projection liant les DDLs du modèle complet aux DDLs en rotation du modèle réduit. De plus, l'estimation des contraintes dans les pièces tournantes sur une montée en vitesse, nécessaire au dimensionnement, est obtenue par opération inverse à partir de la résolution du problème dans l'espace réduit. Le second apport se focalise sur le comportement dynamique du paquet de tôles. Une méthodologie d'homogénéisation non-linéaire asymptotique est proposée. Les modules d'élasticité équivalents de l'empilement de tôles sont estimés à partir d'un ensemble de calculs quasi-statiques non-linéaires et par la prédiction de la précharge dans l'assemblage. Les résultats issus de cette méthode sont comparés à des essais expérimentaux sur deux cas, académique et industriel.

 Composition du jury :

Etienne Balmès          Professeur des Universités, Arts et Métiers ParisTech, Rapporteur

Régis Dufour              Professeur des Universités, INSA Lyon, Rapporteur

Vincent Lanfranchi    Professeur des Universités, UTC, Examinateur

Gaël Chevallier          Professeur des Universités, FEMTO-ST, Directeur de thèse

Morvan Ouisse           Professeur des Universités, FEMTO-ST, Codirecteur de thèse

Damien Vaillant         Responsable Calculs Mécaniques, Alstom, Invité

Jean-Pierre Lombard Responsable Technique, Alstom, Examinateur

Localisation : Amphithéâtre J.-J. GAGNEPAIN du bâtiment Femto-ST TEMIS (15B Avenue des Montboucons, 25000 Besançon)