Proposition de sujet de thèse IRCCyN-Renault, 2016

Proposition de sujet de thèse IRCCyN-Renault, 2016
Sujet : Observation de la machine synchrone à rotor bobiné sans capteurs mécaniques
Position du Problème : le fonctionnement sans capteurs mécaniques des actionneurs électriques permet de réduire les
coûts de fabrication et de maintenance. Il permet également de proposer une solution dégradée mais fonctionnelle aux
applications avec capteurs en cas de panne de ceux-ci. Mais cette suppression de capteurs engendre des difficultés : les
machines AC (synchrones et asynchrones) deviennent inobservables à très basse vitesse.
Contexte et objectifs : le travail sera effectué dans le cadre de la chaire entre l’IRCCyN, Ecole Centrale de Nantes et
Renault. Le problème de l’observation des machines électriques AC sans capteurs mécaniques est difficile à résoudre à
cause des problèmes de singularité dans l'observation. C'est d'une part un problème posé par des industriels comme
Renault et d'autre part un des thèmes majeurs retenu dans le cadre de l'action nationale du groupe de travail CSE
(Commande des Systèmes Electriques) de l’inter GDR MACS/SEEDS du CNRS http://www.irccyn.ec-nantes.fr/CE2.
Objectifs visés :
• Etude bibliographique
- Modélisation des machines AC
o Modèles de l’excitation fondamentale (modèles classiques)
o Modèles à haute fréquence (HF)
o Modèle unifié à flux équivalent
o Conditions d’observabilité
- Techniques d’estimation
o Observateurs d’état non linéaire
o Observateurs/estimateurs de flux
o Injection HF à faibles vitesses
•
Contributions :
- Estimation à faibles vitesses et vitesse nulle de la position
o Proposer une stratégie d’injection HF (étude comparative)
o Mettre l’accent sur le cas de la machine synchrone à rotor bobiné
o Prendre en compte la saturation, le couplage entre les axes d et q et les harmoniques spatiales
o Ajouter des ‘mesures virtuelles’ par les harmoniques et/ou par l’injection et étudier l’observabilité
o Regarder les aspects ‘design électromagnétique’
- Combinaison de l’estimation à vitesse nulle de la position avec un observateur/estimateur de flux
o Etudier les performances de l’observateur de flux disponible et de la technique HF
o Conception d’une stratégie de passage entre les deux techniques d’estimation
o Vérifier la stabilité et la robustesse de « l’observateur hybride » sur toute la plage de vitesse
o Proposer une autre stratégie d’observateur de flux et comparaison avec l’existante.
Compétences requises :
- Automatique. Des connaissances en traitement de signal seront les bienvenues.
- Machines électriques. Des connaissances en électronique de puissance seront les bienvenues.
Contacts et financement :
Malek GHANES, Professeur des Universités, Tel : 02 40 37 69 13, Email : [email protected]
Titulaire de la chaire Renault- ECN/IRCCyN sur le Véhicule Electrique.
Le financement est disponible via la chaire. Salaire net mensuel : 1630,44 €
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Références bibliographiques
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