Caractérisation et modélisation des Décharges Partielles (DP) dans le bobinage des machines électriques pour la traction automobile

L’introduction massive de véhicules électriques est aujourd’hui un élément clef pour rendre le transport automobile plus durable. Cela nécessite en particulier de pouvoir concevoir des chaines de traction électriques plus performantes et à faible coût, afin de gagner en autonomie et d’être compétitif sur le marché.
Dans ce contexte, un enjeu majeur est la mise en œuvre de composants électriques à forte densité de puissance et de couple. Celle-ci conduit à une augmentation de la tension du bus continu, ainsi qu’à l’emploi de nouveaux matériaux semi-conducteurs à grand gap (SiC et GaN). Cela conduit à l’apparition de fronts de tension plus raides dans le bobinage de la machine électrique, qui peuvent favoriser l’apparition d'un vieillissement électrique accéléré si le seuil d’apparition de décharges partielles (DP) est atteint.
L’objectif de la thèse est de développer une méthodologie de caractérisation et de modélisation des décharges partielles en tenant compte de l’impact des paramètres d’alimentation et environnementaux de la machine. Dans un premier volet expérimental de ses travaux, le doctorant développera une méthodologie de caractérisation expérimentale de la répartition de la tension dans un bobinage soumis à des fronts de tension raides en reproduisant des paramètres de fonctionnement et environnementaux réalistes, et la mettra en œuvre dans un second temps pour étudier et caractériser la tension d’apparition des décharges partielles. Dans un second volet modélisation de sa recherche, le doctorant aura pour mission de développer un modèle prédictif de la répartition de la tension dans le bobinage en fonction de la température et de la fréquence d’alimentation, ainsi qu'un modèle prédictif de la tension d'apparition de décharges partielles (TADP).

Mots clefs: Système électrique, machines électriques, bobinage, isolation, tension inter-spires, surtension, décharges partielles, fiabilité, convertisseur à grand gap.
Directeur de thèse    Professeur Stéphane DUCHESNE , LSEE, Université d’Artois stephane.duchesne@univ-artois.fr

• Ecole doctorale    Ecole Doctorale Sciences pour l'ingénieur de Lille (072), http://edspi.univ-lille1.fr
• Encadrant IFPEN    Docteur Abdenour ABDELLI, Ingénieur de recherche, abdenour.abdelli@ifpen.fr
• Localisation du doctorant    IFPEN, Rueil-Malmaison, France 
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2022
• Employeur    IFPEN, Rueil-Malmaison, France
• Qualifications    Master recherche, avec spécialisation en génie électrique.
• Connaissances linguistique    Une bonne maîtrise du français et de l’anglais est indispensable.