Flux Weakening Strategy Optimization for Five-Phase PM Machine with Concentrated Windings

The paper applies an Efficient Global Optimization method (EGO) to improve the efficiency, in flux weakening region, of a given 5-phase Permanent Magnet (PM) machine. An optimal control for the four independent currents is thus defined. Moreover, a modification proposal of the machine geometry is added to the optimization process of the global drive. The effectiveness of the method allows solving the challenge which consists in taking into account inside the control strategy the eddy-current losses in magnets and iron. In fact, magnet losses are a critical point to protect the machine from demagnetization in flux-weakening region. But these losses, which highly depend on magnetic state of the machine, must be calculated by Finite Element Method (FEM) to be accurate. The FEM has the drawback to be time consuming. It is why a direct optimization using FEM is critical. EGO method, using sparingly FEM, allows to find a feasible solution to this hard optimization problem of control and design of multi-phase drive

La pratique du football en Franche-Comté: un football des champs et un football des villes

Avec un peu plus de 45 000 licenciés, le football est en Franche- Comté le sport qui compte le plus de pratiquants. Peu onéreux dans sa pratique, il est accessible à tous et s'adresse en théorie à toutes les catégories socioéconomiques : le football est un sport de masse par excellence qui peut jouer le rôle de ciment social. Au cours de ces dernières années, le football a été confronté à la concurrence d'autres sports, le tennis notamment, qui bénéficient d'une organisation plus souple. Après une période de dynamisme, le football a ralenti sa progression durant les années soixante et soixante-dix. Les années quatre vingt verront se succéder en alternance les années de recul et les années de croissance du nombre de ses licenciés

Topology Optimisation of a 3D Electromagnetic Device using the SIMP Density-Based Method

International audienceThe presented paper proposes a topology optimisation methodology based on the density-based method SIMP, and applied to a numerical example to validate the former. The approach and methodology are detailed, and the results for a 3D basic electromagnetic example are presented. The non-linear B(H) curve is also taken into account

Modélisation et Optimisation d'un Générateur Synchrone à Double Excitation de Forte Puissance

Alliant flexibilité de contrôle et bon rendement, les Machines Synchrone à Double Excitation (MSDE) sont de plus en plus investiguées pour diverses applications de petites et moyennes puissances et rarement pour des applications de fortes puissances. Cette thèse a pour objectif l étude d un Générateur Synchrone à Double Excitation (GSDE) de forte puissance. Un modèle de comportement a été établi. Des méthodes analytiques et semi-analytiques ont été utilisées pour la modélisation multi-physique de la machine. Ce modèle a été validé, dans un premier temps, par comparaison aux résultats d un modèle éléments finis.Comparé à un Générateur Synchrone à Pôles Saillants (GSPS), le GSDE offre des solutions plus intéressantes énergétiquement et économiquement, que ce soit en fonctionnement à vitesse constante ou à vitesse variable. Dans le cadre d un fonctionnement en générateur éolien, l augmentation du nombre d encoche par pôle et par phase et l augmentation de la fréquence d alimentation contribuent à l amélioration des performances de la GSDE. Cependant il faudrait tenir compte des impacts sur l électronique de puissance et le multiplicateur mécanique. En plus, la distribution de Weibull et le bon choix de la plage utile de variation de la vitesse du vent, jouent un rôle important sur le dimensionnement optimal du générateur éolien.Un prototype de GSDE d une puissance d 1MVA a été dimensionné, optimisé et fabriqué. Tout d abord, le prototype a servi à la validation du modèle multi-physique. En plus la réalisation des essais sur deux étapes (avant et après le collage des aimants permanents) a montré l apport énergétique du GSDE par rapport au GSPSThe use of Hybrid Excitation Synchronous Machine (HESM) can widely be extended to any size of power applications in regards to its high efficiency and simplicity of flux control. The aim of this thesis consists to analyze different design constraints and develop optimization processes of a Hybrid Excitation Synchronous Generator (HESG).Analytical and lumped models were used with reasonable level of accuracy and minimum computation time. The model has been validated by comparing the result to those achieved by FEM.The study shows the technical and economical advantages of the use of HESG compare to the conventional Salient Pole Synchronous Generator (SPSG). The comparison between the two generator topologies was considered for constant and variable speed applications such as wind energy. The influence of several parameters such as frequency and the number of slot per pole and per phase was investigated. For the case of wind energy application the study shows the importance of Weibull distribution and the speed range when looking for the optimized generator.In order to validate the multi-physics model, a 1MVA HESG was considered and a prototype produced. To highlight the advantages and performances of HESG generator a test program was carried out into steps. A first set of tests have been made before bounding the permanent magnets and the second set of tests have been made after bounding the permanent magnetsVILLENEUVE D'ASCQ-ECLI (590092307) / SudocSudocFranceF

Multi-level approaches for optimal system design in railway applications

Dans le contexte actuel de globalisation des marchés, le processus classique de conception par essais et erreurs n'est plus capable de répondre aux exigences de plus en plus accrues en termes de délais très courts, réduction des coûts de production, etc. L'outil d'optimisation propose une réponse à ces questions, en accompagnant les ingénieurs dans la tâche de conception optimale.L'objectif de cette thèse est centré sur la conception optimale des systèmes complexes. Deux approches sont abordées dans ce travail: l'optimisation par modèles de substitution et la conception optimale basée sur la décomposition des systèmes complexes.L'utilisation de la conception assistée par ordinateur (CAO) est devenue une pratique régulière dans l industrie. La démarche d'optimisation basée sur modèles de substitution est destinée à répondre à l'optimisation des dispositifs bénéficiant d une telle modélisation précise, mais couteuse en temps de calcul.Les chaînes de traction ferroviaire sont trop complexes pour être traités comme un tout. La décomposition de ces systèmes s impose en vue de simplifier le problème et de repartir la charge de calcul. Des stratégies appropries à la résolution de telles structures ont été analysées dans ce travail. Ces approches permettent à chaque équipe de spécialistes de travailler de façon autonome à l'objet de leur expertise.Les approches d'optimisation développées au sein de ce travail ont été appliquées pour résoudre plusieurs problèmes d'optimisation électromagnétiques, ainsi que la conception optimale d un système de traction ferroviaire de la Société AlstomWithin a globalized market context, the classical trial-and-error design process is no longer capable of answering to the ever-growing demands in terms of short deadlines, reduced production costs, etc. The optimization tool presents itself as an answer to these issues, accompanying the engineers in the optimal design task.The focus of this thesis is centered on the optimal design of complex systems. Two main optimization approaches are addressed within this work: the metamodel-based design optimization and the decomposition-based complex systems optimal design.The use of computer-aided design/engineering (CAD/CAE) software has become a regular practice in the engineering design process. The metamodel-based optimization approach is intended to address the optimization of devices represented by such accurate but computationally expensive simulation models, as the finite element analysis (FEA) in electromagnetics.Engineering systems such as railway traction systems are too complex to be addressed as a whole. The decomposition-based optimization strategies are intended to address the optimal design of such systems. The decomposition of such systems is required in order to simplify the problem and to distribute the computational burden across the decomposed structure. Appropriate multi-level strategies have been identified and analyzed within this work. Such approaches allow each team of specialists to work independently at the object of their expertise.The optimization approaches developed within this work are applied for solving several electromagnetic optimization problems and a railway traction system optimal design problem of the Alstom CompanyVILLENEUVE D'ASCQ-ECLI (590092307) / SudocSudocFranceF

Modélisation et Optimisation d'un Générateur Synchrone à Double Excitation de Forte Puissance

Alliant flexibilité de contrôle et bon rendement, les Machines Synchrone à Double Excitation (MSDE) sont de plus en plus investiguées pour diverses applications de petites et moyennes puissances et rarement pour des applications de fortes puissances. Cette thèse a pour objectif l étude d un Générateur Synchrone à Double Excitation (GSDE) de forte puissance. Un modèle de comportement a été établi. Des méthodes analytiques et semi-analytiques ont été utilisées pour la modélisation multi-physique de la machine. Ce modèle a été validé, dans un premier temps, par comparaison aux résultats d un modèle éléments finis.Comparé à un Générateur Synchrone à Pôles Saillants (GSPS), le GSDE offre des solutions plus intéressantes énergétiquement et économiquement, que ce soit en fonctionnement à vitesse constante ou à vitesse variable. Dans le cadre d un fonctionnement en générateur éolien, l augmentation du nombre d encoche par pôle et par phase et l augmentation de la fréquence d alimentation contribuent à l amélioration des performances de la GSDE. Cependant il faudrait tenir compte des impacts sur l électronique de puissance et le multiplicateur mécanique. En plus, la distribution de Weibull et le bon choix de la plage utile de variation de la vitesse du vent, jouent un rôle important sur le dimensionnement optimal du générateur éolien.Un prototype de GSDE d une puissance d 1MVA a été dimensionné, optimisé et fabriqué. Tout d abord, le prototype a servi à la validation du modèle multi-physique. En plus la réalisation des essais sur deux étapes (avant et après le collage des aimants permanents) a montré l apport énergétique du GSDE par rapport au GSPSThe use of Hybrid Excitation Synchronous Machine (HESM) can widely be extended to any size of power applications in regards to its high efficiency and simplicity of flux control. The aim of this thesis consists to analyze different design constraints and develop optimization processes of a Hybrid Excitation Synchronous Generator (HESG).Analytical and lumped models were used with reasonable level of accuracy and minimum computation time. The model has been validated by comparing the result to those achieved by FEM.The study shows the technical and economical advantages of the use of HESG compare to the conventional Salient Pole Synchronous Generator (SPSG). The comparison between the two generator topologies was considered for constant and variable speed applications such as wind energy. The influence of several parameters such as frequency and the number of slot per pole and per phase was investigated. For the case of wind energy application the study shows the importance of Weibull distribution and the speed range when looking for the optimized generator.In order to validate the multi-physics model, a 1MVA HESG was considered and a prototype produced. To highlight the advantages and performances of HESG generator a test program was carried out into steps. A first set of tests have been made before bounding the permanent magnets and the second set of tests have been made after bounding the permanent magnetsVILLENEUVE D'ASCQ-ECLI (590092307) / SudocSudocFranceF

Vers une conception optimale des chaînes de traction ferroviaire

Cette thèse aborde la conception optimale des chaînes de traction par l'exemple d'une chaîne de traction pour métro. Les données d'entrée de la conception d'une chaîne de traction sont la performance attendue et l'encombrement des équipements nécessaires. Pour aider le concepteur, l'outil informatique donne aujourd'hui la possibilité de construire une grande variété de modèles. D'autre part, les algorithmes d'optimisation permettent de trouver les configurations optimales. Ces possibilités ont été exploitées au cours de ce travail. Les modèles développés permettent d'estimer un large nombre de critères. A travers l'exemple de ces modèles, la méthode de conception suivie est détaillée dans le rapport. D'un point de vue technique, la chaîne de traction proposée est détaillée dans le dernier chapitreThis thesis deals with the optimal design of electric drivetrains. A drivetrain for metro is taken as an example. The input data for the design are the expected performance and the size of the required equipments.To assist the designer, the computing tool now gives the opportunity to build different sort of models. In addition, optimization algorithms allow finding optimal configurations. This work is an attempt to exploit these possibilities. The design models are used to value a large number of criteria. Through the example of these models, the design method followed is detailed in the document. From a technical point of view, the proposed drivetrain is detailed in the last chapterVILLENEUVE D'ASCQ-ECLI (590092307) / SudocSudocFranceF

High precision photometry in crowded stellar fields

peer reviewedA deconvolution-based method which allows to derive high-precision photometry of stars in crowded fields, proves very useful for a variety of astronomical projects, including transit searches for extrasolar planets

Re-assessing the radial-velocity evidence for planets around CoRoT-7

CoRoT-7 is an 11th magnitude K-star whose light curve shows transits with depth of 0.3 mmag and a period of 0.854 d, superimposed on variability at the 1% level, due to the modulation of evolving active regions with the star's 23 d rotation period. In this paper, we revisit the published HARPS radial velocity measurements of the object, which were previously used to estimate the companion mass, but have been the subject of ongoing debate. We build a realistic model of the star's activity during the HARPS observations, by fitting simultaneously the line width and the line bisector, and use it to evaluate the contribution of activity to the RV variations. The data show clear evidence of errors above the level of the formal uncertainties, which are accounted for either by activity, nor by any plausible planet model, and which increase rapidly with decreasing signal-to-noise of the spectra. We cite evidence of similar systematics in mid-SNR spectra of other targets obtained with HARPS and other high-precision RV spectrographs, and discuss possible sources. Allowing for these, we re-evaluate the semi-amplitude of the CoRoT-7b signal, finding Kb=1.6 +-1.3 m/s, a tentative detection with a much reduced significance (1.2-sigma) compared to previous estimates. We also argue that the combined presence of activity and additional errors preclude a meaningful search for additional low-mass companions, despite previous claims to the contrary. Our analysis points to a lower density for CoRoT-7b, the 1-sigma mass range spanning 1-4 MEarth, allowing for a wide range of bulk compositions. In particular, an ice-rich composition is compatible with the RV constraints. This study highlights the importance of a realistic treatment of both activity and uncertainties, particularly in the medium signal-to-noise ratio regime, which applies to most small planet candidates from CoRoT and Kepler.Comment: 11 pages, accepted for publication in MNRAS, revised version with minor modifications and one additional figur

Probing the Local Magnetic Structure of the [FeIII(Tp)(CN)3]- Building Block Via Solid-State NMR Spectroscopy, Polarized Neutron Diffraction, and First-Principle Calculations

International audienceThe local magnetic structure in the [Fe (Tp)(CN) ] building block was investigated by combining paramagnetic Nuclear Magnetic Resonance (pNMR) spectroscopy and polarized neutron diffraction (PND) with first-principle calculations. The use of the pNMR and PND experimental techniques revealed the extension of spin-density from the metal to the ligands, as well as the different spin mechanisms that take place in the cyanido ligands Spin-polarization on the carbon atoms and spin-delocalization on the nitrogen atoms. The results of our combined density functional theory (DFT) and multireference calculations were found in good agreement with the PND results and the experimental NMR chemical shifts. Moreover, the ab-initio calculations allowed us to connect the experimental spin-density map characterized by PND and the suggested distribution of the spin-density on the ligands observed by NMR spectroscopy. Interestingly, significant differences were observed between the pseudo-contact contributions of the chemical shifts obtained by theoretical calculations and the values derived from NMR spectroscopy using a simple point-dipole model. These discrepancies underline the limitation of the point-dipole model and the need for more elaborate approaches to break down the experimental pNMR chemical shifts into contact and pseudo-contact contributions