Treffer: Magneto-Thermal Modeling for the Optimal Design of High-Frequency Generators

National audience
This study addresses the optimization of a high-speed electrical machine intended for power generation in aeronautical applications (2.25 MW / 15,000 rpm). The proposed methodology relies on analytical modeling of both the electromagnetic and thermal behavior of the machine. A direct cooling strategy for the stator winding, based on oil circulation within the slots and end-windings, is investigated. The primary objective is to minimize the mass of the active components while satisfying a set of design constraints. In pursuit of fault tolerance, an analysis is conducted on the influence of the number of phases and the winding distribution on overall machine performance. Particular emphasis is placed on the machine’s capability to withstand short-circuit currents.
Ce travail porte sur l'optimisation d'une machine électrique à haute vitesse, destinée à la production d'énergie électrique dans un contexte aéronautique (2,25MW/15000tr/mn). L'approche proposée repose sur une modélisation analytique de la machine pour les aspects électromagnétiques et thermiques. Un mode de refroidissement direct du bobinage statorique par circulation d'huile au niveau des encoches et des têtes de bobine est étudié. L'objectif est de minimiser la masse des parties actives en respectant un certain nombre de contraintes. Dans un objectif de tolérance au défaut, une étude est menée sur l'impact du nombre de phases et la distribution du bobinage sur les performances obtenues. Dans ce cadre, une attention particulière est portée à la tolérance au courant de court-circuit