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Dimensionnement des excitatrices à diodes tournantes

Maguiraga, Mohamadou (2006). Dimensionnement des excitatrices à diodes tournantes. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'objectif de ce travail est d'une part, de connaître et d'identifier les paramètres de construction qui engendrent, le plus, le phénomène d'empiétement des diodes tournantes des excitatrices brushless. D'autre part, il vise à proposer une structure de contrôle PID afin d'améliorer le temps de réponse en tension des excitatrices à diodes tournantes. Les résultats attendus vont contribuer à un meilleur dimensionnement des excitatrices pour des générateurs hydrauliques.

Pour traiter ce problème, nous avons mis à contribution une revue de littérature détaillée et développé un modèle mathématique de l'excitatrice brushless qui tient compte des hypothèses de son analyse fonctionnelle. Par ailleurs, l'influence des paramètres de construction de la brushless sur l'angle d'empiétement a été évaluée (réactance synchrone, nombre de phases, nombre de pôles, courant d'excitation de l'excitatrice, courant d'excitation de l'alternateur principal, entrefer, diamètre et longueur de l'armature, nombre et géométrie des encoches, etc...)

Une des tâches importantes de ce travail est l'amélioration du temps de réponse en charge de l'excitatrice. Le chapitre 4 de cette étude propose une structure simple de contrôle PID. Le contrôleur proposé doit permettre, entre autre, d'éviter la surexcitation de l'excitatrice brushless.

Les résultats de cette étude permettent de conclure que les paramètres les plus influents de l'empiétement sont:

- Le courant redressé absorbé par l'inducteur de l'alternateur principal,
- La réactance synchrone,
- La force électromotrice de la brushless.

Nous déduisons des principes établis de cette étude, qu'un dimensionnement adéquat de l'excitatrice réduirait de façon suffisante les effets de l'empiétement et maintiendrait une valeur sûre et constante de la tension de sortie de l'excitatrice.

Titre traduit

Brushless dimensioning

Résumé anglais

This work aims to develop insight knowledge and identification of the design parameters which causes overlapping angle of the brushless. In this work, focus is also put on the development of a PID control structure in order to decrease the time response of the brushless voltage. Overall, this contribution should help to improve the design of the brushless exciter for large hydro- generators.

To achieve this goal, literature review helped developments in this domain. We have developed a mathematic model of the brushless that takes into account assumptions encountered in the functional analysis. Moreover, the influence of the design parameters such as (synchronous reactance, poles and phases number, excitation current, air-gap, diameter, length, notches number and geometry, etc ... ), which causes overlapping angle of the brushless have been evaluated.

One of the most significant tasks of this work is the time response improvement of the brushless. Chapter 4 of this study proposes a simple PID control strategy that is also used to monitor an abnormal excitation of the brushless.

The conclusion drawn on this work indicates clearly parameters which influence the overlap angle of the brushless as follow:
- The rectified current absorbed by the inductor of the main alternator,
- The synchronous reactance, and,
- The brushless electromotive force.

With the established principles in this work, we concluded that an appropriate choice of the geometric parameters should significantly reduce the overlap angle and maintain a constant output voltage of the brushless.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie". Bibliogr.: f. [103]-104. Chap. 1. Revue de littérature -- Chap. 2. Étude de l'empiètement -- Chap. 3. Étude de l'influence des paramètres -- Chap. 4. Étude et amélioration du temps de réponse de l'excitatrice brushless.
Mots-clés libres: Alternateur, Brushless, Construction, Dimensionnement, Diode, Electromoteur, Empietement, Excitatrice, Force, Parametre, Reactance, Reponse, Synchrone, Temps, Tension, Tournant
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
David, Éric
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Abou, Séraphin
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 16 mars 2011 20:32
Dernière modification: 03 nov. 2016 23:48
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/523

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