CFM 2019

Analyse du comportement dynamique d'un multiplicateur magnétique au sein d'une chaîne éolienne de forte puissance
Melaine Desvaux  1, 2@  , Stéphane Sire  3@  , Bernard Multon  2, 4@  , Hamid Ben Ahmed  2, 4@  , Didace Ekeom  5@  
1 : Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie  (SATIE)  -  Site web
CNRS : UMR8029, École normale supérieure [ENS] - Cachan, École normale supérieure (ENS) - Cachan
61 av du President Wilson 94235 CACHAN Cedex -  France
2 : Ecole normale supérieure de Rennes  (ENS Rennes)  -  Site web
École Normale Supérieure (ENS) - Rennes
Campus de Ker Lann F-35170 Bruz -  France
3 : Université de Bretagne Occidentale [Brest]  (UBO)  -  Site web
Université de Bretagne Occidentale (UBO)
3 rue des Archives - CS 93837 - F29238 Brest cedex 3 -  France
4 : Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Énergie  (SATIE)  -  Site web
École normale supérieure - Cachan, Université Paris-Sud - Paris 11, Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux, École normale supérieure - Rennes, Université de Cergy Pontoise, Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM], Centre National de la Recherche Scientifique : UMR8029
61 av du President Wilson 94235 CACHAN Cedex -  France
5 : Jeumont Electric
Jeumont Electric

Les multiplicateurs magnétiques constituent une alternative qui mérite d'être étudiée pour son potentiel de haute fiabilité (pas de frottements, ni lubrification). Nous traitons ici du comportement dynamique d'un engrenage magnétique utilisé dans une application éolienne de forte puissance (multi-MW). L'étude est basée sur un modèle dynamique mécatronique non linéaire incluant les composants d'une chaîne de conversion éolienne comprenant un multiplicateur magnétique. Les résonances en rotation des parties tournantes, liées au couplage magnétique et à sa faible raideur, sont analysées finement afin de dimensionner au mieux la chaîne de conversion et notamment d'éviter les risques de décrochage. Une procédure de pré-dimensionnement dynamique est proposée afin d'optimiser le rapport entre le couple nominal de la turbine et le couple maximal transmissible par le multiplicateur magnétique. Cela permet de minimiser le surdimensionnement et le surcoût associé du multiplicateur qui nécessite des aimants permanents à haute performance. Des simulations prenant en compte les fluctuations du couple aérodynamique de la turbine éolienne illustrent en particulier l'importance d'un dimensionnement dynamique des multiplicateurs magnétiques.


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