Soutenance de thèse, Emre UYGUN, 21 mai 2021

Étude acoustique d’entraînements électriques de faible puissance produits en grande série

vendredi 21 mai 2021 à 14h00
Laboratoire L2EP Bâtiment ESPRIT Cité scientifique, Avenue Henri Poincaré 59651 Villeneuve-d’Ascq, Salle : Amphi Atrium

Résumé :

Cette thèse de doctorat porte sur l’étude de l’émission acoustique d’une machine synchrone à aimants permanents de faible puissance, destinée à équiper un actionneur tubulaire pour volet roulant. L’étude s’inscrit dans le contexte industriel de l’électronique grand public, où les exigences acoustiques pour les produits domotiques d’intérieur sont plus accrues. Dans le cadre d’une production en série, certains choix de conception, comme le bobinage dentaire et la commande à 120° de conduction qui permettent un bon compromis technico-économique, ne favorisent cependant pas la discrétion acoustique de ces moteurs. Afin d’étudier le comportement vibratoire et acoustique d’origine magnétique de cette machine, des modèles multiphysiques analytiques et numériques ont été mis en place. Un modèle numérique par éléments finis en considérant la commande a été employé afin d’obtenir le calcul précis des harmoniques d’induction magnétique dans l’entrefer. En couplant ce modèle magnétique à un modèle vibro-acoustique analytique, l’ensemble de la chaîne causale du bruit magnétique a pu être estimé. Corrélé à des mesures expérimentales et à l’aide d’outils de traitement du signal, l’emploi de ces modèles a permis d’analyser l’origine du bruit comme provenant de l’excitation d’une résonance du stator par certains harmoniques spatio-temporels d’effort magnétique. De plus, l’utilisation du produit de convolution sur un modèle analytique de l’induction radiale basé sur le produit de la force magnétomotrice par la perméance d’entrefer avec une forme non-sinusoïdale des courants due à la commande, a permis de déterminer l’origine exacte de ces harmoniques comme étant issus de l’interaction entre les harmoniques d’espace dus au bobinage et les harmoniques temporels du courant introduits par la commande. À la suite de cette analyse, l’influence des paramètres de commande sur les harmoniques à l’origine du bruit a été étudié. L’influence de l’angle de charge sur les harmoniques de pression radiale a été démontré à l’aide de développements analytiques, puis étudié plus précisément avec les modèles établis, avant d’être validé expérimentalement. L’élargissement de la conduction des phases pour réduire les harmoniques de courant à l’origine du bruit a été étudié sur un modèle électrique équivalent, puis validé par des mesures électriques. L’objectif a été de proposer un réglage de ces paramètres permettant l’établissement d’un bon compromis entre la réduction du bruit et le maintien des performances de la machine.