2016MULH8861 theseTRUONG-1

Année 2016 N° d'ordre:
UNIVERSITÉ DE HAUTE-ALSACE, MULHOUSE
ÉCOLE DOCTORALE MSII (ED 269)
LABORATOIRE MIPS (EA 2332)
THÈSE
présentée par
Phuoc Hoa TRUONG
pour obtenir le grade de
Docteur de l'Université de Haute-Alsace
Discipline : « Electronique, Electrotechnique et Automatique »
Optimisation des performances de la machine
synchrone à réluctance variable: approches par
la conception et par la commande
Arrêté ministériel du 24 août 2006
Soutenue publiquement le 16 Juin 2016 devant le jury composé de:
Eric MONMASSON Professeur, Université de Cergy Pontoise Président
Maurice FADEL Professeur, Université de Toulouse Rapporteur
Xavier KESTELYN Professeur, Arts et Métiers ParisTech de Lille Rapporteur
Damien FLIELLER MCF, INSA de Strasbourg Examinateur
Ngac-Ky NGUYEN MCF, Arts et Métiers ParisTech de Lille Examinateur
Jean MERCKLÉ Professeur, Université de Haute Alsace Directeur

ii
Remerciements
Le travail présenté dans ce mémoire a été effectué grâce à une collaboration entre
l'équipe TROP du laboratoire MIPS ( Modélisation Intelligence Processus et Systèmes ) de
l'Université de Haute Alsace et l'équipe ERGE (Équipe de Recherche en Génie Électrique ) du
laboratoire GREEN ( Groupe de Recherche en Électrotechnique et Électronique de Nancy )
située à l'INSA de Strasbourg.
Je tiens à remercier le plus profondément possible le Professeur Jean Mercklé, mon
directeur de thèse, de m’avoir accueilli dans son laboratoire et avoir dirigé cette thèse. Ses
précieux conseils m’ont permis de progresser tout au long de ce travail de recherche. Qu'il
trouve ici l'expression de mon respect et de ma profonde reconnaissance.
Je tiens sincèrement à remercier Damien Flieller, mon encadrant à l'INSA de
Strasbourg. Damien Flieller est à l'origine des développement scientifiques de ce travail. Il
m'a donné beaucoup d'idées et de conseils scientifiques. De plus il n'a jamais compté ses
heures pour m'aider.
Un grand merci à Ngac Ky Nguyen, mon encadrant à l'ENSAM de Lille. C'est grâce à
lui que j'ai pu faire ce travail de Doctorat en France. Ses discussions et ses conseils
scientifiques me donnaient toujours des idées nouvelles pour enrichir les travaux de
recherche.
Je remercie Monsieur Eric Monmasson, Professeur à l'Université de Cergy Pontoise
pour avoir accepté d’examiner cette thèse et m’avoir fait l’honneur le président du jury.
Je voudrais également remercier Monsieur Maurice Fadel, Professeur à l'Université de
Toulouse et Monsieur Xavier Kestelyn, Professeur à l'Université Arts et Métiers ParisTech de
Lille, pour avoir accepté de juger ce travail en qualité de rapporteurs.
Je remercie tous les membres dans le labo Électrotechnique à l'INSA de Strasbourg:
Guy Sturtzer, Ayman Blorfan, Mickael Mbarki, Jérome Hugel pour l'ambiance familiale qu'ils
ont créer.
Je remercie Monsieur Christophe Cudel, Bruno Colicchio, Salvatore Strafella à IUT
de Mulhouse, d'avoir reporté mes heures de cours pour me laisser le temps de rédiger.
J'adresse mes remerciements à mes parents. Ils m’ont toujours soutenu tout au long de
mes études. Qu’ils trouvent dans ce manuscrit toute ma reconnaissance et le signe que je suis
enfin arrivé au bout malgré les difficultés.
Enfin, ces dernières lignes s’adressent à la femme qui partage ma vie, Ngan NGO,
merci pour ton soutien indéfectible, tes encouragements dans les moments difficiles. Merci
aussi ma fille Thao TRUONG qui est le moteur de ma vie.

iii
Glossaire
Symbole Signification Unité
p Nombre de paires de pôles
a,b,c Repère a-b-c
d,q Repère d-q
,,
abc
iii
Courants de phase a,b,c A
1
3
habc
iiii
Courant homopolaire A
rms
II Courant efficace d'une phase du stator A
,,
abc
vvv
Tensions de phase a,b,c V
,,
abc
Flux de phase a,b,c Wb
dds
 Flux de l'axe d Wb
qqs
 Flux de l'axe q Wb
22
s
ds qs
Flux statorique Wb
m
 Position mécanique rad
R
s
Résistance d'une phase du stator 
ife
R
R Résistance associée aux pertes fer 
ies
R
 Résistance des pertes fer estimée 
em
C Couple électromagnétique N.m
ref
C Couple électromagnétique de référence N.m
N
C Couple nominal N.m
(p ) P Matrice de la transformée de Park
32 31
et TT
Matrices de la transformée de Concordia
p R Matrice de rotation d'angle
p

iv
,
ds qs
vv
Tensions dans le repère d-q V
,,viψ Vecteur des tensions, courants et flux dans le
repère a,b,c V, A, Wb
(p ) L
Matrice des inductances statoriques H
L,L,L
abc
Inductances propres des phase a,b,c H
,,
ab ac bc
M
MM
Inductances mutuelles entre phases H
0
L Valeur moyenne de l’inductance propre H
2
L Amplitude de l’harmonique d’inductance propre
de rang 2 H
0
M
Valeur moyenne de l’inductance mutuelle H
2
M
Amplitude de l’harmonique d’inductance
mutuelle de rang 2 H
dds
ii Courant d'axe d A
qqs
ii Courant d'axe q A
=
md dT
ii
Courant magnétisant d'axe d A
=
mq qT
ii
Courant magnétisant d'axe q A
ma
i Courant magnétisant de la phase a A
,
dI qI
ii
Courants associés aux pertes fer d'axe d,q A
d d app
LL  Inductance apparente d'axe d H
qqapp
LL  Inductance apparente d'axe q H
,
d inc q inc
LL
Inductances incrémentales d'axe d,q H
,
des qes
L
L
Inductances d'axe d, q estimées H
Rapport de saillance
ch
C Couple de charge N.m
e
mp
 Vitesse mécanique du rotor rad/s

v
e
Pulsation électrique rad/s
J
P
Pertes par effet Joule W
F
P
Pertes fer W
m
J
Moment d’inertie 2
kg.m
m
B
Coefficient de frottements visqueux
Angle de courant rad
Rendement %
12 1 2
,, ,','
Multiplicateurs de Lagrange
123
,,
Valeurs propres de la matrice
L
123
,,
P
PP
VVV
Vecteurs propres de la matrice
L
12
', '
Valeurs propres de la matrice
32 32
TT
L
RT TR
12
', '
P
P
VV
Vecteurs propres de la matrice
32 32
TT
L
RT TR
,,
Angles d'Euler rad
12
,
opt opt
ii Courants optimaux dans le repère a,b,c A
0opt
i Courants quasi-optimaux dans le repère a,b,c A
x
yz Repère x,y,z
'''
x
yz Repère x',y',z'
'' '' ''
x
yz Repère x",y",z"
ABC Repère A,B,C
(,,)  Matrice de rotation des angles d'Euler
W Matrice des poids ADALINE