Note publique d'information : Les directives européennes visant à produire 20% de l’énergie à base de sources renouvelables
imposent aux gouvernements d’investir dans de nouveaux moyens de production. Un bilan
du marché de l’énergie sera réalisé et permettra de montrer la part des énergies renouvelables
dans la consommation d’énergie. Après les moyens de conversion de l’énergie hydraulique,
les éoliennes sont les systèmes, utilisant une source renouvelable, les plus rencontrées.
Les objectifs fixés ont conduit à s’intéresser à l’installation d’éoliennes en mer.
Les contraintes spécifiques rencontrées ont poussé les acteurs du marché à développer
de nouveaux systèmes et donc des alternateurs adaptés : utilisation des aimants permanents
et de l’attaque directe. La modélisation des machines à aimants permanents est décrite.
Une topologie classique est d’abord présentée. D’autres solutions seront ensuite étudiées
dans le but d’augmenter les densités de couple. L’une d’elles est la machine à bobinage
à pas fractionnaire qui permet d’éviter les enchevêtrements des têtes de bobines.
D’autre part, l’utilisation de systèmes polyphasés, permettant d’augmenter la disponibilité
des systèmes en autorisant des fonctionnements en modes dégradés, est un moyen intéressant
afin d’être en présence de systèmes plus fiables. La démarche, qui a permis d’effectuer
le choix du dimensionnement de la génératrice pour répondre au mieux à l’appel d’offre
d’un client, est présentée ainsi que les résultats des essais réalisés sur les prototypes.
Au final, l’éolienne qui est équipée de cet alternateur a une puissance massique qui
est au moins 15% plus importante que les solutions disponibles en 2013 sur le marché.
Note publique d'information : Given the European guidelines, which consist into producing 20% of the energy from
renewable sources, the governments are obliged to invest in new types of production
systems. An energy market survey will show the part of renewable energy in the energy
consumption. After the hydroelectric systems, the wind turbines are the most common
systems using renewable sources. The current objectives have led to consider the installation
of offshore wind turbine. The specific limitations led the market players to develop
new systems with adapted generators: direct drive permanent magnet generator. Model
of the permanent magnet machines is described. First a conventional machine topology
is presented, then other solutions will be studied with the objective of increasing
the torque density. One of them is the concentrated winding machines where the end
winding overlapping is avoided. On the other hand, use multiphase system becomes very
interesting in order to increase system reliability and work in fault tolerant modes.
The strategy that was adopted for the design of the generator to fit the best the
specification is also discussed as well as the results of the tests. At the end, the
wind turbine equipped with this alternator, has a power density at least 15% higher
than the 2013’s available solutions.
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