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Conception optimale d'un alternateur de faible puissance pour le simulateur de groupe turbine-alternateur d'Hydro-Québec

Khalf, Mohamed Amine (2013). Conception optimale d'un alternateur de faible puissance pour le simulateur de groupe turbine-alternateur d'Hydro-Québec. Mémoire. Rouyn-Noranda, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, Génie, 289 p.

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Résumé

Dans le présent mémoire, un outil de conception optimale est développé puis utilisé pour la conception d'un alternateur de faible puissance faisant partie d'un simulateur analogique de groupe turbine/alternateur. L'outil de conception inclut une étape de validation, par la méthode des éléments finis, des performances aussi bien en régime permanent que dynamique du concept élaboré. Une revue de littérature complète est d'abord présentée avant de passer à une discussion théorique sur les notions fondamentales relatives au calcul électromagnétique. Une méthodologie de conception, basée sur un modèle analytique est développée pour les besoins de ce travail. Dans ce modèle analytique, les paramètres du circuit équivalent en régime permanent et le rendement de la machine sont calculés à partir des caractéristiques dimensionnelles et structurales de la machine. Le modèle analytique est ensuite intégré dans un processus d'optimisation multi-objets par algorithme génétique dont on a entrepris l'étude complète. L'outil d'analyse par éléments finis est tout d'abord programmé sous ANSYS puis appliqué à l' étude d'une génératrice synchrone de 120V A de la marque Lab-Volt disponible aux laboratoires de l'UQAT. La validité de cet outil est vérifiée par une très bonne concordance entre les résultats expérimentaux et numériques. Par la suite, l'outil de conception optimale est programmé sous Maltab® puis utilisé pour l'optimisation du rendement et de la masse de l'alternateur du simulateur. Un ensemble de solutions d'optimalité équivalente est dégagé et la solution à plus haut rendement est retenue comme concept final. Ce concept est ensuite validé par des analyses par éléments finis en régime permanent et dynamique et certains résultats sont comparés aux données du modèle analytique. La marge d'erreur à ce niveau s'avère tout à fait acceptable.

Type de document: Thèse (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Wamkeue, René
Co-directeurs de mémoire/thèse: Aguglia, Davide
Mots-clés libres: alternateur, simulateur, groupe turbine, hydro-québec
Divisions: Sciences appliquées > Maîtrise en ingénierie
Date de dépôt: 22 août 2013 18:06
Dernière modification: 22 août 2013 18:06
URI: http://depositum.uqat.ca/id/eprint/553

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