Groupe de Recherche en Electrotechnique et Electronique de Nancy

La recherche au GREEN concerne l'utilisation et le traitement de l'énergie électrique.

Les machines électriques :

Les structures possibles pour faire la conversion d'énergie électromécanique sont très nombreuses, et les outils théoriques, seuls, sont encore loin de prévoir de façon sûre le fonctionnement et les performances d'une machine, encore moins quand on l'associe à un convertisseur statique. Les solutions viennent de la convergence d'approches physiques, mathématiques, expérimentales et de l'accumulation de savoirs-faire. Les travaux du laboratoire reposent sur des années d'expérience dans le domaine des machines électriques et ses compétences concernent :

• les calculs de structures nouvelles,
• la mise au point de modèles,
• les méthodes d'identification des paramètres,

• les machines à réluctance variable, excitées ou non excitées,
• machines à aimants permanents,
• les machines asynchrones présentant des défauts ( barres cassées, court-circuit de spires statoriques...)
• les machines à plusieurs enroulements au stator (multi-étoiles, grand nombre de phases)
• les machines linéaires,
• les machines à griffe,
• les machines rapides (plusieurs dizaines de milliers de tours par minute).

Stockage de l'énergie électrique :

Les dispositifs de stockage posent toujours autant de problèmes et sont en évolution constante,  le laboratoire étudie des moyens nouveaux ou leur mise en oeuvre dans des systèmes complexes :

• bobines supraconductrices avec destockage lent ou impulsionnel,
• mise en oeuvre de supercondensateurs,
• pile à combustible dans son environnement.

Convertisseurs statiques :

Les convertisseurs statiques permettent maintenant de créer des signaux de tension ou ou de courant de forme imposée pour alimenter des machines électriques ou des dispositifs de conversion électromagnétique (exemple du chauffage par induction). Ils permettent aussi de compenser des harmoniques indésirables sur le réseau et d'assister celui-ci en cas de creux de tension. On trouve ainsi parmi les sujets étudiés récemment au laboratoire :

• un onduleur de forte puissance et fréquence élevée ( 500 kW, 500Hz),
• des alimentations de petite puissance avec absorption de courant sinusoïdal,
• des filtres actifs.

 
Chaînes de conversion électromécanique :

Les systèmes de conversion électromécaniques comprennent, typiquement, des charges entraînées par des machines électriques alimentées par des convertisseurs statiques commandés. Les compétences du laboratoire  s'exercent dans le domaine des commandes de tels systèmes. Si la commande de la machine à courant continu fait maintenant partie de l'enseignment pratique, les commandes des machines alternatives sont encore à l'origine de nombreux sujets de recherche. Pour ce qui concerne le GREEN, on peut citer les sujets suivants :

• commande de machines synchrones avec et sans capteur,
• commande de machines asynchrones avec et sans capteur, saine ou avec défaut,
• segmentation de puissance et commande multimachines-multiconvertisseurs,
• segmentation de puissance et commande de machines à grand nombre de phases.

Outils théoriques et expérimentaux :

Les études faites dans les parties décrites précédemment reposent sur des parties théoriques importantes parmi lesquelles on peut citer :

• les méthodes numériques pour les calculs des champs électromagnétiques et/ou thermiques,
• les méthodes analytiques pour les calculs des champs électromagnétiques et/ou thermiques,
• les méthodes de commande floue et neuronale,
• les méthodes génétiques pour identifier des paramètres de machines ou optimiser leurs structures,
• les méthodes d'études de la saturation croisée.

Exemples d'études :

Les études répondent parfois à une problématique purement académique et d'autres fois à une demande industrielle. Nous citons ici celles qui ont donné lieu à une réalisation :

• étude d'une partie de véhicule à propulsion hybride,
• étude de moteurs rapides ( des dizaines de milliers de tours par minute),
• étude d'une alimentation pour une machine de puissance à grand nombre de phases,
• étude de systèmes de séparation magnétique de minéraux,
• étude de creuset froid pour la fusion du verre,
• étude de commande sans capteur d'une machines synchrone à aimants permanents,
• étude de commande vectorielle de la machine asynchrone, commande floue, neuronale,
• méthode de diagnostic de défauts dans la machine asynchrone,
• stockage d'énergie dans des bobines supraconductrices,
• sustentation électromagnétique de métaux liquides,
• filtres actifs pour les réseaux triphasés.

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