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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 18/5-6 - 2016  - pp.319-338  - doi:10.3166/ejee.18.319-338
TITLE
Optimized design of doubly salient permanent magnet generator taking into account the efficiency of energy conversion

RÉSUMÉ

Cet article présente une méthodologie de conception d'une génératrice à aimants permanents doublement saillante pour hydrolienne. Le comportement et la stratégie de contrôle de cette machine non conventionnelle sont décrits. Un ratio d'énergie et un rapport de couple massique sont définis pour optimiser à la fois la compacité du générateur et le dimensionnement du convertisseur. Une méthode simple pour les calculs de ces deux critères est proposée. Les influences des principaux paramètres géométriques de la machine sur ces critères sont étudiées. Ensuite, un processus d'optimisation multi-objectifs est utilisé. À partir des calculs de ces critères pour 20 000 paramètres géométriques, un front de Pareto concernant les deux critères d’optimisation est mis en évidence. Plusieurs points caractéristiques de ce front de Pareto qui correspondent à des dimensionnements différents sont présentés et analysés. Les résultats mettent en évidence l'intérêt de la méthode proposée.



ABSTRACT

This paper presents a design methodology of a doubly salient PM generator to be associated to a tidal stream turbine. The behavior and the supply strategy of this unconventional machine are firstly described. An energy ratio and a torque to mass ratio are defined as two criteria to optimize for the design of such system. In fact these criteria are related to systems compactness and converter sizing. A simple method for the calculations of these two criterions is proposed. The influence of the variation of the main geometrical parameters which define the machine geometry on these criteria are firstly studied. Then a multi-objective optimization process is used to optimize these two design criteria. From the calculations of 20,000 set of machine configurations, a Pareto front is highlighted. Typical points of this Pareto front which corresponds to several DSPM designs are analyzed. The results highlight the interest of proposed method.



AUTEUR(S)
Nacereddine HARKATI, Luc MOREAU, Jean-Frédéric CHARPENTIER, Mohammed-El Hadi ZAÏM

MOTS-CLÉS
Conception de machines électriques, machines spéciales, faible vitesse, génératrices à aimants permanents, hydrolienne.

KEYWORDS
design optimization, doubly salient, dspm; energy ratio, low speed, permanent magnet generators.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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