Conception de nouvelles chaînes de conversion électromécanique pour aérogénérateurs et hydrogénérateurs de grande puissance

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Le projet de recherche concerne la conception de nouvelles chaînes de conversion électromécanique pour les aérogénérateurs, les hydrogénérateurs et les hydroliennes de grande puissance. Dans ce domaine, les concepteurs sont à la recherche des chaînes de conversion les mieux adaptées aux contraintes et aux objectifs de performance des divers cahiers des charges d'aérogénérateurs et d'hydrogénérateurs dont la puissance unitaire ne cesse d'augmenter. Le marché mondial de ces systèmes qui concerne plusieurs types de constructeurs (machines électriques, multiplicateurs à engrenage, électronique de puissance) offre des débouchés importants pour les industriels. Les objectifs de la recherche consistent à mettre au point une méthodologie de conception globale des diverses chaînes de conversion électromécanique (MADA et/ou Machine Synchrone à rotor bobiné ou à rotor à aimants permanents avec des multiplicateurs de vitesse mécanique et des convertisseurs statiques adaptés), à l'implanter sous forme d'un outil de CAO efficace et versatile et à l'utiliser pour étudier divers scénarios de conception concernant les cahiers des charges des aérogénérateurs et les hydrogénérateurs de grande puissance. Plusieurs topologies concurrentes actuellement utilisées se distinguent par des compromis structurels différents au niveau du type de machine électrique (Machine Asynchrone à Double Alimentation (MADA) ou Machine Synchrone), du multiplicateur de vitesse mécanique (avec un nombre d'étages et une taille plus ou moins importants) et des convertisseurs statiques d'électronique de puissance. Ces compromis structurels mènent à des caractéristiques dimensionnelles, à des coûts et à des performances différentes des diverses composantes de la chaîne de conversion. Il serait difficile d'affirmer qu'il existe une topologie qui supplante toutes les autres dans tous les domaines d'application des aérogénérateurs par exemple, aussi bien en terme de puissance unitaire qu'en terme d'utilisation sur terre ou en mer. Le concepteur de la chaîne de conversion doit donc développer une approche méthodologique générique et globale permettant de comparer les diverses solutions topologiques pour les divers cahiers de charges.