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Dimensionnement sur cycle de chaînes de conversion optimales à motorisation synchrone pour des applications de drones autonomes à ailes fixes
Dans le cadre du développement d un drone autonome à ailes fixes, la présente étude porte sur le dimensionnement optimal de la chaîne de propulsion électrique du drone incluant l hélice, le moteur électrique et son convertisseur d alimentation. Cette chaîne de puissance par laquelle transite jusqu à...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Dimensionnement sur cycle de chaînes de conversion optimales à motorisation synchrone pour des applications de drones autonomes à ailes fixes / Ryad Sadou; sous la direction de Nicolas Bernard et de François Auger |
| Publié : |
2022 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
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| Note sur l'URL : | Accès réservé au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Génie électrique : Nantes Université : 2022 |
| Sujets : |
| Résumé : | Dans le cadre du développement d un drone autonome à ailes fixes, la présente étude porte sur le dimensionnement optimal de la chaîne de propulsion électrique du drone incluant l hélice, le moteur électrique et son convertisseur d alimentation. Cette chaîne de puissance par laquelle transite jusqu à 90 % de l énergie consommée par le drone, a un fort potentiel en terme de gain de rendement énergétique et donc d autonomie du drone. La prise en compte de l intégralité du cycle de fonctionnement du drone requiert le développement d une méthode de dimensionnement particulière, qui permet l optimisation simultanée de la géométrie et de la commande de la machine tout en conservant un temps de calcul réduit. Cette méthode, basée sur l utilisation de modèles analytiques, permet la prise en compte du transitoire thermique afin d éviter un sur-dimensionnement de la machine, particulièrement avec ce type d applications où le régime permanent thermique est rarement atteint. Dans cette étude, il a été démontré comment il était possible de prendre en compte le convertisseur d alimentation et sa commande dès la phase de prédimensionnement de la machine, avec l objectif de réduire la masse de la MSAP et l ensemble des pertes {convertisseur - machine}. As part of the development of an autonomous fixed-wing UAV, the present sizing of the electric propulsion chain of the drone including the propeller, the electric motor and its power converter. This power chain, through which up to 90 % of the energy consumed by the UAV passes, represents a strong potential gain in term of energy efficiency and therefore in term of the autonomy of the UAV. Taking into account the entire operating cycle of the UAV requires the development of a particular sizing method that allows the simultaneous optimization of the geometry and the control strategy of the machine, while maintaining a reduced calculation time. This method, based on analytical models, allows the consideration of the thermal transient in order to avoid oversizing the machine, particularly with this type of application where the thermal steady state is rarely reached. In this study, it was demonstrated how it was possible to take into account the power converter and its control from the pre-sizing step of the machine, with the objective of reducing the mass of the PMSM and the losses of the {converter - machine} system. |
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| Variantes de titre : | Cycle-based sizing of optimal conversion chains with synchronous motorization for autonomous fixed-wing UAV applications |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) Partenaire(s) de recherche : Institut de Recherche en Énergie Électrique de Nantes-Atlantique (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Guy Friedrich (Président du jury) ; Hamid Ben Ahmed (Membre(s) du jury) ; Frédéric Gillon, Daniel Matt (Rapporteur(s)) |