Développement d’une méthodologie de mesure et d’estimation, en ligne, de la température du rotor d’une machine électrique

Du fait de la progressive hybridation et électrification des véhicules particuliers, l’optimisation des moteurs électriques devient un défi prioritaire pour une transition énergétique responsable.
La gestion thermique d’une machine électrique est, aujourd’hui, un enjeu crucial pour optimiser ses performances (puissance, rendement) tout en maîtrisant des caractéristiques importantes pour le marché visé : encombrement, coût, etc. De ce fait, la maîtrise de la température au sein de la machine est un point clé que l’on peut adresser suivant différents aspects : des matériaux adéquats, des systèmes de refroidissement évolués, monitoring adaptés, etc. Sur ce dernier point, un composant de la machine électrique est actuellement problématique car difficile à instrumenter pour monitorer sa thermique : le rotor. En effet, le rotor est un système en rotation à haute vitesse, ce qui rend difficile son instrumentation et il est soumis à des phénomènes (pertes, transferts thermiques) difficiles à prendre en compte et modéliser.

Le but de cette thèse est de développer une technique de mesure "on-line" de la température interne d’une machine électrique. La technique devra permettre de mesurer la température du rotor sur la base de l’analyse de grandeurs électriques mesurables avec un système de contrôle conventionnel. Le développement de la technique sera validé par l’emploi de modèles de simulation de pertes / transferts thermiques et des mesures directes applicables au rotor (ex. diagnostiques optiques).

Les expériences réalisées dans les laboratoires IFPEN permettront de valider la pertinence et l’efficacité des mesures réalisées dans un contexte scientifique ayant une vision industrielle des besoins.
La collaboration avec le Laboratoire Systèmes Electrotechniques et Environnement (LSEE) permettra d’avoir une expertise dans les domaines des machines électriques et analyses des signaux électriques. Des déplacements sont à prévoir vers LSEE ainsi que des échanges réguliers avec les équipes de ce laboratoire. 

Mots clefs : Machines électriques, Management thermique, Mesures physiques

• Directeur de thèse    PhD, HdR, MORGANTI Fabrice, LSEE
• Ecole doctorale    ED n°585 - École Doctorale Sciences, Technologie, Santé
• Encadrant IFPEN    PhD, SINDJUI Ralph, ralph.sindjui@ifpen.fr, direction Mobilité et Systèmes
• Localisation du doctorant    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France 75% / LSEE, Béthune France 25%
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2022
• Employeur    IFP Energies nouvelles, Rueil-Malmaison, France
• Qualifications    Génie électrique, Génie mécanique, Sciences physiques
• Connaissances linguistique    Bonne maîtrise de l’Anglais indispensable, Français souhaitable