Calcul des pertes magnétiques par courants de Foucault dans les aimants permanents des MSAP PDF Download
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Book Description
Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit dans le cadre de différents programmes de recherches sur la modélisation et la conception des machines synchrones à aimants permanents, pour des applications de transports terrestres. En effet, la tendance actuelle, que ce soit dans la traction ferroviaire, ou dans les véhicules électriques et/ou hybrides électriques, est d'utiliser de tels moteurs pour leurs grandes performances massiques et leur bon rendement. Cette tendance est également observable dans les grandes éoliennes à attaque directe. Toutefois, un inconvénient de ces machines est l'existence de pertes pouvant être importantes dans les aimants permanents. Ces pertes sont d'une part à l'origine d'une dégradation du rendement, mais elles peuvent aussi être à l'origine d'échauffements excessifs des aimants, avec des risques de désaimantation d'une part et des risques de décollement d'autre part. Dans ce contexte, l'objectif de notre travail de thèse a été d'établir de nouveaux modèles, plus précis, des pertes par courants de Foucault dans les aimants. Les modèles utilisés actuellement sont généralement des modèles bidimensionnels qui ignorent donc le fait que les courants de Foucault ont une répartition tridimensionnelle dans les aimants. Afin de valider le modèle développé, une maquette expérimentale a été mise en place. Dans un premier temps, le modèle de calcul des pertes par courants induits dans les pièces massives a été validé en utilisant une approche qui combine les résultats expérimentaux et ceux calculés analytiquement et numériquement. Ensuite différentes grandeurs globales et locales issues du modèle analytique ont été comparées aux éléments finis aussi bien en 2D qu'en 3D de même qu'aux mesures expérimentales. Les modèles et méthodes de calcul et de mesures proposés pourront être efficacement utilisés ultérieurement pour estimer les pertes par courants induits dans les aimants permanents de moteurs synchrone à aimants.
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Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit dans le cadre de différents programmes de recherches sur la modélisation et la conception des machines synchrones à aimants permanents, pour des applications de transports terrestres. En effet, la tendance actuelle, que ce soit dans la traction ferroviaire, ou dans les véhicules électriques et/ou hybrides électriques, est d'utiliser de tels moteurs pour leurs grandes performances massiques et leur bon rendement. Cette tendance est également observable dans les grandes éoliennes à attaque directe. Toutefois, un inconvénient de ces machines est l'existence de pertes pouvant être importantes dans les aimants permanents. Ces pertes sont d'une part à l'origine d'une dégradation du rendement, mais elles peuvent aussi être à l'origine d'échauffements excessifs des aimants, avec des risques de désaimantation d'une part et des risques de décollement d'autre part. Dans ce contexte, l'objectif de notre travail de thèse a été d'établir de nouveaux modèles, plus précis, des pertes par courants de Foucault dans les aimants. Les modèles utilisés actuellement sont généralement des modèles bidimensionnels qui ignorent donc le fait que les courants de Foucault ont une répartition tridimensionnelle dans les aimants. Afin de valider le modèle développé, une maquette expérimentale a été mise en place. Dans un premier temps, le modèle de calcul des pertes par courants induits dans les pièces massives a été validé en utilisant une approche qui combine les résultats expérimentaux et ceux calculés analytiquement et numériquement. Ensuite différentes grandeurs globales et locales issues du modèle analytique ont été comparées aux éléments finis aussi bien en 2D qu'en 3D de même qu'aux mesures expérimentales. Les modèles et méthodes de calcul et de mesures proposés pourront être efficacement utilisés ultérieurement pour estimer les pertes par courants induits dans les aimants permanents de moteurs synchrone à aimants.
Author: Maxime Tousignant Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ce travail de recherche porte sur le développement d'un modèle d'hystérésis pour représenter les propriétés des circuits magnétiques feuilletés ou massifs dans des simulations numériques. Ce type de modèle permet notamment d'améliorer la précision du calcul des pertes fer dans les simulations avec la méthode des éléments finis.Le modèle d'hystérésis développé se base sur le modèle de Preisach-Mayergoyz qui est réputé dans la littérature pour son excellente précision, mais souffre de mauvaises performances numériques. Nous avons proposé un certain nombre de modifications au modèle de Preisach-Mayergoyz original, afin d'obtenir un modèle d'hystérésis environ 100 fois plus rapide à calculer, tout en maintenant le niveau de précision, et dont l'identification des paramètres est simplifiée.Le modèle de Preisach-Mayergoyz accéléré a été incorporé en tant que relation constitutive magnétique dans le logiciel de simulation éléments finis Altair Flux. Certaines formulations des équations de Maxwell utilisées dans ce logiciel nécessitent une relation constitutive sous la forme directe, i.e. qui donne l'induction B en fonction du champ magnétique H, alors que d'autres requièrent une relation constitutive sous la forme inverse. Étant donné que le modèle de Preisach-Mayergoyz accéléré se présente naturellement sous la forme directe, il a été nécessaire de développer une technique d'inversion qui permet de calculer H en fonction de B.Par ailleurs, afin d'améliorer la convergence des problèmes non-linéaires transitoires avec hystérésis, un certain nombre de méthodes ont été mises en place dans le logiciel Altair Flux. Ces méthodes nous ont permis d'utiliser efficacement le modèle de Preisach-Mayergoyz accéléré dans différents problèmes, dont certains cas d'applications industrielles.
Author: Radu Frăţila Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ce travail a pour objectif de développer un outil numérique de modélisation du comportement des aimants permanents tout en tenant compte de la démagnétisation induite par divers facteurs comme la géométrie, le champ induit et la température. Le modèle de démagnétisation est basé sur une expression analytique (l'équation de Marrocco). Il nécessite l'identification de quatre paramètres et l'implémentation des lois polynomiales de variation pour certains d'entre eux afin de prendre en compte la démagnétisation. Ce modèle a été implémenté dans le code de calcul par éléments finis code_Carmel. Pour prendre en compte l'influence de la température, un chaînage a été effectué avec un code thermique, SYRTHES. Afin de valider cet outil numérique, une maquette expérimentale a été développée. Dans un premier temps, le modèle de calcul des pertes par courants induits dans les aimants permanents a été validé en utilisant une approche basée sur une procédure de séparation des pertes qui combine les résultats expérimentaux à ceux calculés. Ensuite, différentes grandeurs globales et locales issues du modèle de démagnétisation des aimants permanents ont été comparées aux mesures expérimentales avec une bonne concordance montrant ainsi l'aptitude du modèle proposé à représenter le comportement d'un aimant permanent soumis à une élévation de la température et à un champ démagnétisant.
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Dans les dispositifs électrotechniques, il existe des structures ou des régions minces. Ces régions sont difficiles à modéliser avec les éléments finis conventionnels, principalement appropriés aux régions massives. La modélisation par la méthode des éléments finis de ces régions nécessite en première approche un maillage très fin. Ceci implique un temps de résolution assez important d'une part et d'autre part conduit à un système algébrique mal conditionné. Pour surmonter les problèmes liés à la modélisation des régions minces, plusieurs approches ont été proposées dans la littérature. Parmi elles, il y a la méthode utilisant les éléments coques qui permet de s'affranchir du maillage fin des régions de faible épaisseur. L'étude présentée dans ce mémoire concerne l'élaboration d'un code de calcul éléments finis adapté à la modélisation des régions minces. L'objectif consiste à mettre au point les formulations qui permettent d'analyser et de calculer de façon précise les champs, les pertes par courants de Foucault, ainsi que les forces magnétiques dans les cas magnétostatique et magnétodynamique.
Author: Frédéric Dubas Publisher: MDPI ISBN: 3036503986 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 252
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This book is a comprehensive set of articles reflecting the latest advances and developments in mathematical modeling and the design of electrical machines for different applications. The main models discussed are based on the: i) Maxwell–Fourier method (i.e., the formal resolution of Maxwell’s equations by using the separation of variables method and the Fourier’s series in 2-D or 3-D with a quasi-Cartesian or polar coordinate system); ii) electrical, thermal and magnetic equivalent circuit; iii) hybrid model. In these different papers, the numerical method and the experimental tests have been used as comparisons or validations.
Author: Don Montague Publisher: Taylor & Francis ISBN: 9780419199106 Category : Architecture Languages : en Pages : 472
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This dual-language dictionary lists over 20,000 specialist terms in both French and English, covering architecture, building, engineering and property terms. It meets the needs of all building professionals working on projects overseas. It has been comprehensively researched and compiled to provide an invaluable reference source in an increasingly European marketplace.
Author: Giorgio Bertotti Publisher: Academic Press ISBN: 0080534376 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 576
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This book provides a comprehensive treatment of the physics of hysteresis in magnetism and of the mathematical tools used to describe it. Hysteresis in Magnetism discusses from a unified viewpoint the relationsof hysteresis to Maxwells equations, equilibrium and non-equilibrium thermodynamics, non-linear system dynamics, micromagnetics, and domain theory. These aspects are then applied to the interpretation of magnetization reversal mechanisms: coherent rotation and switching in magnetic particles, stochastic domain wall motion and the Barkhausen effect, coercivity mechanisms and magnetic viscosity, rate-dependent hysteresis and eddy-current losses. The book emphasizes the connection between basic physical ideas and phenomenological models of interest to applications, and, in particular, to the conceptual path going from Maxwells equations and thermodynamics to micromagnetics and to Preisach hysteresis modeling. - The reader will get insight into the importance and role of hysteresis in magnetism; In particular, he will learn: - which are the fingerprints of hysteresis in magnetism - which are the situations in which hysteresis may appear - how to describe mathematically these situations - how to apply these descriptions to magnetic materials - how to interpret and predict magnetic hysteresis phenomena observed experimentally
Author: Walter Zamboni Publisher: Springer Nature ISBN: 3030371611 Category : Science Languages : en Pages : 749
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This book collects a selection of papers presented at ELECTRIMACS 2019, the 13th international conference of the IMACS TC1 Committee, held in Salerno, Italy, on 21st-23rd May 2019. The conference papers deal with modelling, simulation, analysis, control, power management, design optimization, identification and diagnostics in electrical power engineering. The main application fields include electric machines and electromagnetic devices, power electronics, transportation systems, smart grids, electric and hybrid vehicles, renewable energy systems, energy storage, batteries, supercapacitors and fuel cells, and wireless power transfer. The contributions included in Volume 1 are particularly focused on electrical engineering simulation aspects and innovative applications.
Author: Patrice Koffi Chetangny
Author: Patrice Koffi Chetangny
Author: Christophe DOMIN
Author: Maxime Tousignant
Author: Radu Frăţila
Author: Mohamed Hadjali
Author: Frédéric Dubas
Author: Don Montague
Author: Giorgio Bertotti
Author: Sakae Yamamura
Author: Walter Zamboni