Offres de Stages/Thèses

Offre de Thèse

Etude des pertes en extrémité de turboalternateurs (2018)

L’évolution du contexte d’exploitation des turbo-alternateurs entraîne l’apparition de contraintes supplémentaires sur les extrémités des alternateurs (notamment thermiques au travers des pertes fer et pertes Joule). Afin d’étudier finement les phénomènes physiques donnant lieu à ces contraintes d’origine électromagnétique, il est nécessaire de disposer de modèles à la fois fiables et rapides à évaluer. Ceci passe par l’exploitation de l’outil numérique et la connaissance du comportement des matériaux qui constituent les extrémités des alternateurs.

La problématique principale est posée par la structure des extrémités qui est à la fois multi-échelle, fortement non-linéaire et anisotrope. L’enjeu scientifique est alors d’intégrer dans l’outil numérique des lois de comportement des matériaux complexes, en prenant en compte les différents facteurs d’échelle aux extrémités, tout en veillant à ne pas augmenter les temps de calcul.

L’objectif de la thèse est orienté suivant deux axes. Le premier traitera du développement de techniques et méthodes numériques pour la résolution du problème multi-échelle et fortement non-linéaire. Le second axe abordera quant à lui l’aspect matériau pour déterminer les modèles de lois de comportement et de pertes les plus pertinents pour répondre à la problématique. On s’appuiera notamment sur des maquettes expérimentales représentatives des phénomènes réels afin de valider le ou les modèles de matériau à exploiter.

Financement prévu : Cifre EDF

Directeur de thèse : Yvonnick LE Menach

Laboratoire : L2EP 

Equipe : OMN

Offres de stages

Modélisation Électromagnétique de moteurs asynchrones

Les moteurs asynchrones sont des éléments clés des centrales de production d’électricité. L’analyse des performances de ces machines a été pendant longtemps réalisée à partir d’essais en vraies grandeurs. Aujourd’hui les outils de calculs de champs électromagnétiques se présentent comme une alternative.

EDF R&D et le L2EP (Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique de Puissance de Lille) possèdent une solide expérience dans les essais et l’analyse des moteurs asynchrones. Ils co-développent l’outil de modélisation code_Carmel pour l’étude des matériels électriques. Ce dernier dispose aujourd’hui de capacités nouvelles qui le rendent potentiellement attractif pour la modélisation des moteurs.

Comme tout outil de modélisation par la méthode des éléments finis, une étape de saisie de la géométrie et du maillage est nécessaire avant tout calcul. Cependant, les données requises ne sont pas toujours disponibles et un recalage est nécessaire à partir des mesures effectuées.

Détails et contact

Modélisation par éléments finis d’une machine asynchrone à double alimentation (MADA) pour les activités ENR

A EDF Lab à Saclay, le département ERMES de EDF R&D met en place un nouveau banc d’essais dédié à l’étude des génératrices à échelles réduites, représentatives des génératrices utilisées dans les énergies renouvelables. De plus, dans le cadre du laboratoire commun LAMEL, le département ERMES co-développe avec le laboratoire L2ep le code_Carmel (code de calcul de champ électromagnétique par éléments finis).

L’approche de modélisation par éléments finis des machines électriques est utilisée depuis plusieurs années, notamment pour aider au diagnostic et comprendre les phénomènes impliqués en cas de défauts. Durant ce stage, le code_Carmel sera utilisé pour modéliser la machine asynchrone à double alimentation du banc d’essais et le modèle sera validé par les mesures fournies par EDF de cette machine pour différents mode de fonctionnement.

Détails et contact

Electrical motor reduced model implementation in circuit simulator

In the electrical engineering field and more generally in electrical industry, the numerical simulation allows to obtain very accurate information about a system behavior at an early stage of development. Indeed, testing an industrial electrical device can sometimes be harmful for itself, or very expensive to set-up. However, the computational cost maybe very important with finite element method, for instance, because of a high number of unknowns, or strong nonlinearities in the system. In order to reduce the computational time and, thus, achieve competitive industrialization time, Model Order Reduction methods have been recently developed [1]. Finite element computations build a reduced model for material under investigation. Some results have been obtained with electrical rotating machines and transformer reduced model implementation in circuit simulator (like EMTP-RV [2]) have been performed.

Détails et contact

Force computation in finite element software

In the electrical engineering field and more generally in electrical industry, the numerical simulation allows to obtain very accurate information about a system behaviour at an early stage of development. For instance, force calculation is a key parameter for electrical machine design for classical devices like turbogenerator, transformers and motors or more recent technologies used in Sustainable Development. Finite element calculations give more or less straighforward approaches to compute these quantities [1]. These approaches strongly depend on the magnetic properties of the part under investigation and its environment (air, magnets, magnetic steel …).

Détails et contact