Contribution to the mechanical and thermal modeling of a synchronous reluctance motor for a vehicle application

Dans le cadre d’applications des véhicules électriques et hybrides, le développement des machines électriques à bas coût trouve tout son sens. La machine synchroréluctante à barrières de flux se révèle être une alternative viable pour des applications de traction, notamment automobile, en remplacement des machines à aimants permanents. Les contraintes mécaniques et thermiques jouent un rôle important dans la conception des machines synchroréluctantes. Le comportement mécanique affecte la puissance massique de la machine en limitant sa vitesse de rotation. Le comportement thermique affecte les performances de la machine en termes de couple massique en limitant la densité de courant admissible. Les travaux proposés dans cette thèse consistent à élaborer un modèle multi-physique de la machine synchroréluctante avec un regard particulier sur les aspects mécaniques et thermiques. Une partie importante des travaux comporte une validation expérimentale des modèles proposés. Cette validation utilise un prototype de la machine synchroréluctante et des moyens d’essais disponibles au laboratoire.In the context of electric and hybrid vehicle applications, the development of low-cost electric machines makes sense. The flux barrier synchronous reluctance motor is proving to be a viable alternative for traction applications, especially automotive, replacing permanent magnet machines. Mechanical and thermal constraints play an essential role in the design of synchronous reluctance motors. The mechanical behavior affects the power density of the machine by limiting its rotational speed. The thermal behavior affects the performance of the machine in terms of torque density by limiting the allowable current density. The work proposed in this thesis consists in developing a multi-physical model of the synchronous reluctance motor with a particular focus on mechanical and thermal aspects. An important part of the work includes an experimental validation of the proposed models. This validation uses a prototype of the synchronous reluctance motor and test facilities available in the laboratory