Machine électrique : Optimisation des tôles à hautes vitesses


Stage en Sciences des Matériaux

  • Début

    Entre janvier et juin 2019
    6 mois
  • Localisation

    Ile de France
  • Indemnité

    Oui
[Réf. : R1030R/2019/n° 1]

IFP Energies nouvelles est un organisme public de recherche, d’innovation industrielle et de formation intervenant dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Sa mission est d'apporter aux acteurs publics et à l'industrie des technologies performantes, économiques, propres et durables pour relever les trois grands défis sociétaux du 21e siècle : changement climatique et impacts environnementaux, diversification énergétique et gestion des ressources en eau. Son expertise est internationalement reconnue.

IFP Energies nouvelles poursuit 5 priorités stratégiques, indissociables et complémentaires dans l'accomplissement de sa mission d’intérêt général :

  • Produire à partir de sources renouvelables des carburants, des intermédiaires chimiques et de l'énergie
  • Produire de l’énergie en réduisant l’impact sur l’environnement
  • Développer des transports économes et à faible impact environnemental
  • Produire à partir de ressources fossiles des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental
  • Proposer des technologies respectueuses de l'environnement et repousser les limites actuelles des réserves d'hydrocarbures

Son école d'ingénieurs, partie intégrante d'IFP Energies nouvelles, prépare les générations futures à relever ces défis.

Machine électrique : Optimisation des tôles à hautes vitesses

IFPEN développe des concepts innovants de systèmes de machines électriques synchro reluctantes nécessitant des rotors fonctionnant à hautes vitesses (20.000 t/mn).

Les rotors de ces machines sont constitués de tôles axialement très fines supportant les aimants. A haute vitesse, l’effort de centrifugation nécessite des ponts radiaux sur la structure de la tôle autour de ces aimants afin d’assurer l’intégrité mécanique de l’ensemble.

Cependant, ces ponts sont aussi source de fuites magnétiques non désirées qui vont dégrader les performances électromagnétiques de la machine. Il faut donc trouver lors de la phase de dimensionnement un optimum, à la fois du point de vue de la tenue mécanique et électromagnétique.

Ce stage a pour but d'améliorer les connaissances d’IFPEN sur la conception et l'optimisation d'une solution de tôle de rotor d’une machine électrique, dont la géométrie et les caractéristiques mécaniques offrent une tenue mécanique suffisante et des pertes magnétiques modérées.

Les axes suivants seront alors développés :

Etude de l'état de l'art sur la technologie, compréhension du fonctionnement et des phénomènes physiques ; à travers une recherche bibliographique sur les solutions  de ce type, sur la solution technique et ses règles de conception, les critères de dimensionnement.

Prise en main des logiciels de modélisation

  • Sur le logiciel de modélisation CATIA V5 pour la conception et la paramétrisation de la géométrie, et du logiciel ANSYS mechanical pour le dimensionnement en calcul par éléments finis.

Etude d'influence des paramètres géométriques

  • Etude paramétrique par calcul éléments finis dans le but d’identifier les axes prépondérants de dimensionnement des tôles suivant le cahier des charges. 

Optimisation géométrique de la technologie

  • Définir une méthode d’optimisation pour concevoir la géométrie répondant le mieux au cahier des charges en respectant les critères de résistance des matériaux qui seront expliqués (utilisation de critères de fatigue) et les performances électromagnétiques.

Rédaction de pratiques de conception

  • Capitaliser la démarche et les règles de conception de cette technologie

Chaque résultat devra être correctement documenté et fera l'objet de documents écrits réutilisables par l'entreprise à long terme.

Profil recherché :

Elève ingénieur ou formation universitaire (Bac+4/5) à dominante mécanique

  • Connaissances en résistance des matériaux et simulation
  • Connaissances en CAO
handi accueillante
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Contact

IFP Energies nouvelles - Thomas VALIN
1&4, avenue de Bois-Preau - 92852 Rueil-Malmaison cedex
Tél. : NC
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