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Detailed view PhD thesis
Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG (18/11/2005), Albert FOGGIA (Dir.)
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These_Bouarroudj_2005.pdf(2.9 MB)
Contribution à l'étude de l'alternateur à griffes
Application au domaine automobile
Lilya Bouarroudj1

L'alternateur à griffes est utilisé comme générateur d'électricité dans les véhicules. Il
a pour rôle d'alimenter en courant continu tous les récepteurs reliés au réseau de bord, et
plus particulièrement de charger la batterie. Les travaux de cette thèse ont pour but
d'augmenter le courant fourni par l'alternateur, d'augmenter son rendement et de réduire
son bruit acoustique d'origine magnétique. L'application de la méthode des pertes
séparées a permis d'étudier la répartition des pertes en fonction de la vitesse de rotation et
du courant débité. En s'appuyant sur des simulations éléments finis, les principales
causes des pertes Joule statoriques et des pertes fer totales sont déterminées, aussi bien
les pertes fer statoriques dues à la composante axiale du flux. Des solutions sont
proposées dans le but d'augmenter le courant fourni ainsi que le rendement et de réduire
le bruit acoustique d'origine magnétique, toutes ces solutions ont fait l'objet d'une
validation expérimentale sur prototypes. Pour finir, une méthode fondée sur des
optimisations mono objectif est proposée dans le but d'augmenter le débit et de réduire
les ondulations de couple sources du bruit acoustique d'origine magnétique.
1:  G2ELab - Laboratoire de Génie Electrique de Grenoble
Alternateur à griffes – pertes – pertes fer – flux axial – harmoniques – optimisation mono objectif

Claw pole alternator widely used as generator in passenger cars. It has to generate
sufficient energy for all electric consumers and to keep the battery charge in balance. Our
work aims at improving the output performance, increasing the efficiency and reducing
the magnetic audible noise. Measurements of the total losses in combination with a
subtraction of all analytically defined loss mechanisms lead to build losses distributions
model behaviour at several speeds, according to the output current. Using the finite
element method, we have defined the aim stator copper losses sources and iron losses
sources in both of the rotor and the stator while highlighting the stator losses create by the
axial flux component. Thereafter, several solutions have been studied in order to increase
the output current, to reduce the audible noise and to reduce both of the stator copper
losses and the total iron losses, all these solutions have been tested on prototypes. Finally,
a mono objective optimization method is used in order to increase the output current and
decrease the torque wave form with an aim of reducing the magnetic noise.
Claw-pole alternator – losses – iron losses – axial flux – harmonics – mono objectiveoptimization.

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