Modélisation, Optimisation et Expérimentation autour du Refroidissement des Machines Electriques H/F

Description de l'offre

Contexte :

Dans une machine électrique à aimants permanents, les bobinages statoriques sont typiquement les principales sources de pertes. Ces pertes « cuivre » sont principalement de deux natures, les pertes par effet Joule qui sont dues au passage du courant électrique dans le conducteur (conventionnellement appelées « pertes DC ») et les pertes par courant de Foucault qui apparaissent lorsqu'un conducteur est soumis à un champ magnétique variable (conventionnellement appelées « pertes AC »). Ces deux types de pertes sont majoritairement influencés par la résistivité du matériau conducteur. Toutes choses égales par ailleurs :

·  • Les « pertes DC » diminuent lorsque la résistivité du matériau diminue
·  • Les « pertes AC » augmentent lorsque la résistivité du matériau diminue La résistivité des matériaux conducteurs est majoritairement influencée par la température du matériau. La température agit donc directement sur les paramètres du système ayant un impact sur les pertes et donc directement sur la masse du système. Le développement de méthodes efficaces et fiables pour limiter la génération de ces pertes et extraire la chaleur produite est donc essentiel pour le dimensionnement de machines plus compactes et à haute densité de puissance, telles que celles nécessaires pour les applications aéronautiques.

Objectif du stage :
Pour ce stage, on se propose d'étudier l'intérêt du refroidissement au plus près des bobinages des machines électriques, également appelé « refroidissement direct des conducteurs ». En particulier, on souhaite évaluer des solutions type « encoche immergée » et « conducteurs creux ».

Descriptif des travaux à réaliser :

Au sein du pôle de recherche "Systèmes Electriques & Electroniques", la mission consiste à :

·  • Concevoir et réaliser des analyses numériques via des outils de calculs par éléments-finis mêlant des simulations thermique et électromagnétique afin d'optimiser l'efficacité du refroidissement.
·  • En parallèle, des mesures expérimentales seront réalisées sur des conducteurs creux intégrant un liquide de refroidissement (par exemple de l'huile en circulation) dans le but de valider le modèle numérique précédemment conçu.
·  • Une fois cette validation effectuée, une routine d'optimisation topologique sera mise en œuvre dans le but de maximiser l'effet du refroidissement en modifiant la forme dédiée au liquide de refroidissement et au conducteur.
·  • L'étape finale consistera en la réalisation via le procédé de fabrication additive de ses propres conducteurs issus des résultats de l'optimisation et de leur caractérisation expérimentale.
·  • Si le temps le permet, l'étape ultime consistera en la réalisation d'un bobinage complet d'une machine électrique intégrant la ou les formes optimisées et produites durant le stage et de la caractérisation thermique complète de la machine électrique ainsi équipée.

Safran is an international high-technology group, operating in the aviation (propulsion, equipment and interiors), defense and space markets. Its core purpose is to contribute to a safer, more sustainable world, where air transport is more environmentally friendly, comfortable and accessible. Safran has a global presence, with 81,000 employees and holds, alone or in partnership, world or European leadership positions in its core markets. Safran undertakes research and development programs to maintain the environmental priorities of its R&T and Innovation roadmap.

Safran is featured on the "Happy at work" rankings. The Group places fourth on the Capital ranking for best employers in France.

Profil recherché

Job requirements

Etudiant de dernière année d'école d'ingénieur, spécialisé dans le génie électrique et/ou dans la mécanique/thermique.

Company information

Safran SA

Safran is an international high-technology group, operating in the aviation (propulsion, equipment and interiors), defense and space markets. Its core purpose is to contribute to a safer, more sustainable world, where air transport is more environmentally friendly, comfortable and accessible. Safran has a global presence, with 81,000 employees and holds, alone or in partnership, world or European leadership positions in its core markets. Safran undertakes research and development programs to maintain the environmental priorities of its R&T and Innovation roadmap.

Safran is featured on the "Happy at work" rankings. The Group places fourth on the Capital ranking for best employers in France.