Author: Yassine Ouled AmorPublisher:
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Languages : fr
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Contribution a la modelisation de l'hysteresis magnetique en vue de l'analyse par elements finis des systemes de chauffage par induction
Author: Yassine Ouled AmorCONTRIBUTION A LA MODELISATION DE TOLES FERROMAGNETIQUES PAR IMPEDANCE DE SURFACE ET ELEMENTS FINIS APPLICATION AU CALCUL DES PUISSANCES DU CHAUFFAGE PAR INDUCTION
Author: FOUAD.. AZZOUZPublisher:
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Languages : fr
Pages : 118
Book Description
LE CHAUFFAGE PAR INDUCTION DE MATERIAUX FERROMAGNETIQUES EN COUCHES MINCES (TOLES) NECESSITE L'EMPLOI DE FREQUENCES ELEVEES ; CE QUI COMPLIQUE AUSSI BIEN LA MODELISATION DES SYSTEMES QUE LES MESURES ELECTROMAGNETIQUES OU THERMIQUES. LES MODELES PHYSIQUES ET MATHEMATIQUES BASES SUR LES EQUATIONS DE MAXWELL RESTENT TOUJOURS D'ACTUALITE ET LE RECOURS AUX METHODES NUMERIQUES EST INDISPENSABLE. LA METHODE DES ELEMENTS FINIS (MEF) A ETE CHOISIE COMME OUTIL DE BASE DE RESOLUTION ET SON COUPLAGE A UNE IMPEDANCE DE SURFACE EN NON-LINEAIRE PERMET DE PRENDRE EN COMPTE L'EFFET DE PEAU. DES OUTILS ELEMENTS FINIS ONT AINSI ETE DEVELOPPES DANS LE CADRE DE CETTE THESE SOUS ENVIRONNEMENT MATLAB EN 1D, 2D, AXISYMETRIE ET EN 3D, UTILISANT LES ELEMENTS NODAUX, D'ARETES ET LES ELEMENTS MIXTES. LA VALIDATION DES OUTILS EN 2D A ETE EFFECTUEE PAR COMPARAISON AVEC DES CALCULS OBTENUS AU SEIN DE NOTRE LABORATOIRE EN UTILISANT LE LOGICIEL FLUXEXPERT, ET AVEC DES DONNEES EXPERIMENTALES. LA VALIDATION DES OUTILS EN 3D A ETE EFFECTUEE PAR COMPARAISON AVEC DES MESURES ET DES SOLUTIONS DE PROBLEMES PROPOSEES PAR LA COMMUNAUTE SCIENTIFIQUE INTERNATIONALE (IEEE TEAM WORKSHOPS, IEEJ WORKSHOP) EN MAGNETOSTATIQUE ET EN MAGNETODYNAMIQUE. D'AUTRE PART, NOUS AVONS PROPOSE UNE DEFINITION D'IMPEDANCE DE SURFACE NON-LINEAIRE. CETTE DEFINITION EST OBTENUE A PARTIR DE L'ENERGIE ELECTROMAGNETIQUE ET D'UNE IDENTIFICATION EN 1D UTILISANT UNE FORMULATION EN CHAMP MAGNETIQUE H. L'APPLICATION DE CE MODELE EN 2D, UTILISANT UNE FORMULATION EN POTENTIEL VECTEUR MAGNETIQUE A A UN CAS REEL (DISPOSITIF D'EDF DE CHAUFFAGE PAR INDUCTION A INDUCTEUR MONOSPIRE) A DONNE DES RESULTATS TRES SATISFAISANTS AVEC UN FAIBLE COUT TANT EN PLACE MEMOIRE QU'EN TEMPS DE CALCUL SUR MICRO-ORDINATEUR. LE MODELE A ENSUITE ETE APPLIQUE AVEC SUCCES A UN CAS 3D, UTILISANT LA FORMULATION AV-A, V ETANT LE POTENTIEL SCALAIRE ELECTRIQUE. EN VUE D'UN COUPLAGE DU PROBLEME ELECTROMAGNETIQUE AVEC LE PROBLEME THERMIQUE, NOUS AVONS ETENDU LA DEFINITION DE L'IMPEDANCE DE SURFACE A LA PRISE EN COMPTE DES EFFETS DE LA TEMPERATURE.
Modélisation de l'hystérésis et des courants de Foucault dans les circuits magnétiques par la méthode des éléments finis
Author: Maxime TousignantPublisher:
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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.
CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'AIMANTATION IMPULSIONNELLE D'UN MATERIAU FERROMAGNETIQUE MASSIF
Author: MOKRANE.. SAADIPublisher:
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Languages : fr
Pages : 130
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CETTE THESE PRESENTE UNE ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'AIMANTATION D'UN MATERIAU FERROMAGNETIQUE CONDUCTEUR MASSIF, ET PLUS PARTICULIEREMENT L'AIMANTATION D'UN RAIL DE VOIE FERREE, EN VUE DE LA LOCALISATION DES TRAINS SUR CETTE VOIE. L'EXPERIMENTATION, SUR UNE MAQUETTE STATIQUE PUIS SUR UNE MAQUETTE SIMULANT LE DEFILEMENT RELATIF DU RAIL, NOUS A PERMIS, NOTAMMENT EN UTILISANT DEUX IMPULSIONS SUCCESSIVES DE CHAMP MAGNETIQUE POUR L'AIMANTATION, DE VALIDER EN LABORATOIRE LA POSSIBILITE D'UTILISER LE RAIL COMME SUPPORT MAGNETIQUE EN VUE DE CETTE LOCALISATION. AU POINT DE VUE THEORIQUE, UNE PREMIERE SIMULATION NUMERIQUE NOUS A PERMIS D'EVALUER APPROXIMATIVEMENT, DANS LE CAS D'UNE AIMANTATION LENTE, L'INDUCTION RESIDUELLE AUTOUR DE SPHERES OU DISQUES FERROMAGNETIQUES TRES PEU CONDUCTEURS PRESENTANT UNE HYSTERESIS. UNE SECONDE SIMULATION EFFECTUEE AU MOYEN D'UN LOGICIEL INDUSTRIEL D'ELEMENTS FINIS, NOUS A CONDUIT A PRECISER LE ROLE DES COURANTS INDUITS LORSQUE L'AIMANTATION EST RAPIDE. DANS CE CAS, CES COURANTS INDUITS CONDUISENT A LA FORMATION D'UNE BOUCLE DE LIGNES DE CHAMP QUI EST PIEGEE DEFINITIVEMENT DANS LA MASSE DU MATERIAU PAR SUITE DE L'HYSTERESIS. CE PHENOMENE A ETE MIS EN EVIDENCE PAR DES EXPERIENCES
Mesure d'hystérésis magnétique volumique de l'acier 4340 en fonction de la température
Author: Kevin McMeekinPublisher:
ISBN: 9781369488555
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Languages : fr
Pages : 155
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Modélisation de l'hystérésis dans les matériaux magnétiques et introduction de modèles dans le logiciel de simulation aux éléments finis Flux3D
Author: Amir NourdinePublisher:
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Languages : fr
Pages : 172
Book Description
Une modélisation analytique de l'hystérésis est développée en utilisant pour la première fois une analogie entre les transformations des états magnétiques et les réactions chimiques. L'aimantation est alors le résultat d'un équilibre thermodynamique obtenu en transposant les résultats de la chimie à la physique des matériaux. Des modèles de l'hystérésis statique adaptés sont réalisés pour différentes structures de tôle. Ces modèles sont capables de représenter la loi B(H) scalaire ou vectoriel de tôles FeSi GO ou FeNi à texture cubique. Les modèles sont validés, en scalaire, sur des mesures de cycles centrés, des courbes de renversement et des cycles mineurs, en vectoriel, avec des mesures dans le plan de la tôle en induction circulaire et en excitation sinusoïdale suivant la direction longitudinale, transverse et à 45 ʻ. Le modèle statique de l'hystérésis et des modèles de Preisach sont implantés dans le logiciel Flux3D. Ils sont utilisés pour simuler un cas test défini dans le cadre du GDR Sûreté et Disponibilité des Systèmes Electrotechniques (SDSE). Pour cela, des outils qui permettent de stocker l'information ont été mis en place dans Flux3D. Un modèle dynamique de l'hystérésis est aussi élaboré à partir d'un modèle statique. Les phénomènes de l'hystérésis dynamique sont caractérisés par un retard de phase par rapport aux phénomènes statiques. Ce modèle qui utilise les outils mathématiques de l'intégration non entière est capable de représenter les phénomènes dynamiques de l'hystérésis et des courants induits. Il est validé par la masure sur une plage de fréquence de 0 à 1000Hz.
Contribution à la caractérisation et à la modélisation de matériaux magnétiques en vue d'une implantation dans un code de calcul de champ
Author: Abdelkader BenabouPublisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Pour étudier les systèmes électromagnétiques on a de plus en plus recours à la modélisation numérique. Dans notre étude, nous nous sommes intéressés à la modélisation des matériaux ferromagnétiques utilisés dans les systèmes de conversion d'énergie électrique. La loi de comportement de ces matériaux, de nature hystérétique, doit être prise en compte pour une modélisation plus fine. Ainsi, 3 matériaux (tôles FeSi, Ferrites et poudres de fer) ont été étudiés en régimes statique et dynamique. En régime statique, les modèles de Preisach et de Jiles-Atherton ont été comparés en terme de précision et de temps de calcul. Cette comparaison a été étendue à l'étude d'un système modélisé avec la méthode des éléments finis. En régime dynamique, deux modèles sont comparés : celui de Jiles-Atherton étendu à la dynamique et celui de l'équation de diffusion approximée en basse fréquence. Le premier est choisi pour une implantation dans le code éléments finis du laboratoire pour l'étude d'un transformateur.
Optimisation des installations de chauffage de billettes par induction électromagnétique dans l'industrie de la forge afin d'améliorer son efficacité énergétique
Author: Bernard PayaPublisher:
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Languages : fr
Pages : 0
Book Description
La première partie de ce mémoire donne un panorama des trente années de recherche passées au sein de la R&D d'EDF dans le domaine du chauffage par induction dans l'industrie. Les différentes actions menées ont porté sur différentes thématiques : les travaux de modélisation numérique, l'expertise en chauffage par induction dans ses secteurs traditionnels, le développement de solutions innovantes dans d'autres secteurs industriels, La conduite de projet internes R&D puis projets externes avec des financements publics français ou européens, le rayonnement international et le soutien aux jeunes.La deuxième partie présente une synthèse des travaux scientifiques les plus marquants qui ont abouti à la réalisation d'un logiciel d'optimisation des installations de chauffage par induction de billettes afin d'en améliorer les performances énergétiques. La modélisation numérique du chauffage est abordée en 1D par le couplage entre un calcul électromagnétique par la méthode des éléments finis et pas à pas dans le temps et un calcul thermique transitoire par la méthode des différences finies implicites. Le domaine de validité du modèle 1D a été étendu par la mise en place de coefficients correctifs sur le champ magnétique. Les travaux concernant l'inducteur permettent de décrire précisément leur comportement électrique (résistance) et thermique (refroidissement) ; une solution de récupération est même proposée. La modélisation simplifiée de l'onduleur à résonance alimentant l'inducteur permet de décrire son comportement global sans devoir entrer dans les détails de fonctionnement de l'électronique de puissance : suivi de la fréquence de résonance du circuit oscillant, adaptation des consignes à l'impédance du circuit et aux limitations du générateur. Les données électromagnétiques des matériaux et leur évolution avec la température sont mesurées à l'aide d'un équipement conçu sur-mesure. Ces différents travaux sont validés par comparaison avec des modèles numériques plus complexes et avec des expérimentations. Des processus d'optimisation énergétique de la chauffeuse ont été élaborés agissant, soit sur les paramètres électriques de la ligne, soit sur la conception d'un nouvel inducteur.Mémoire de doctorat présenté dans le cadre de la « Validation des Acquis par l'Expérience »
MODELISATION DES COMPOSANTS ELECTROMAGNETIQUES HAUTE FREQUENCE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS
Author: FABIANO L. S.. GARCIAPublisher:
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Languages : fr
Pages : 140
Book Description
LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE PERMETTENT, D'ACQUERIR UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DU COMPORTEMENT DES COMPOSANTS ELECTROMAGNETIQUES EN HAUTE FREQUENCE SOIT AU NIVEAU DES MATERIAUX MAGNETIQUE, SOIT AU NIVEAU DES METHODES D'ANALYSES NUMERIQUES DES INTERACTIONS ELECTRIQUES MAGNETIQUES. EN VUE DE REPONDRE A L'ABSENCE DE DONNEES COMPLETES ET REALISTES DE LA PART DES FOURNISSEURS, LA CONNAISSANCE DU COMPORTEMENT DES FERRITES MNZN QUI EQUIPENT LES NOYAUX DES COMPOSANTS HAUTE FREQUENCE A PROGRESSE NETTEMENT GRACE A L'APPORT D'UNE NOUVELLE METHODE DE CARACTERISATION DES MATERIAUX MAGNETIQUES. CONTRAIREMENT AUX METHODES NORMALISEES, CETTE METHODE, BASEE SUR LA MESURE DE DEUX IMPEDANCES ELECTRIQUES COMPLEMENTAIRES, PERMET D'ACCEDER, A TOUTE FREQUENCE, AUX DONNEES PERMEABILITE ET PERMITTIVITE COMPLEXES AU MOYEN DE RELATIONS ANALYTIQUES SIMPLES (MODELES ANALYTIQUES), ET CE, SANS FAIRE AUCUNE HYPOTHESE SUR LES VARIATIONS FREQUENTIELLES DES PARAMETRES RECHERCHES. L'UTILISATION DE LA METHODE DES ELEMENTS FINIS PERMET DE VALIDER TOUTES LES HYPOTHESES UTILISEE POUR LES MODELE ANALYTIQUES D'UN TORE DE FERRITE. LA POSSIBILITE DE DEROULEMENT DU TORE DE FERRITE, L'INFLUENCE DE LA HAUTEUR, ET DE LA METALLISATION, ONT ETE VERIFIES PAR SIMULATION EN UTILISANT DEUX FORMULATIONS, LA FORMULATIONS CHAMP MAGNETIQUE ET LA ELECTRODYNAMIQUE. EN CE QUI CONCERNE LES FORMULATIONS PAR ELEMENTS FINIS, LES DIFFERENTS MODELES RENCONTRES DANS LA PRATIQUE, NOTAMMENT L'ELECTRODYNAMIQUE ET LE MAGNETODYNAMIQUE SONT PRESENTES. LES FORMULATIONS GENERALES EN 3D ONT ETE REECRITES AVEC DES PROPRIETES PHYSIQUES COMPLEXES, A L'AIDE DE DEUX TYPES DE POTENTIEL : LE POTENTIEL ELECTRIQUE ET MAGNETIQUE. LES HYPOTHESES BIDIMENSIONNELLES CARTESIENNE ET AXISYMETRIQUE SONT AUSSI UTILISEES. LE COUPLAGE AVEC LES EQUATIONS DU CIRCUIT ELECTRIQUE D'ALIMENTATION EST REALISE PAR LA METHODE DES POTENTIELS ELECTRIQUES INTEGRES DANS LE TEMPS. CETTE METHODE GENERALEMENT UTILISEE EN 3D EST ADAPTEE POUR LES PROBLEMES 2D. LES PROBLEMES DES CAPACITES PARASITES LIES AUX EFFETS DES INTERACTIONS ELECTRIQUES EN HAUTE FREQUENCE SONT AUSSI PRESENTES. POUR LA MODELISATION A DES FREQUENCES ELEVEES, L'INFLUENCE DU CHAMP MAGNETIQUE SUR LE FONCTIONNEMENT DU COMPOSANT N'EST PLUS NEGLIGEABLE. UN MODELE MAGNETIQUE DEVIENT NECESSAIRE AFIN DE TENIR COMPTE DE L'INDUCTANCE D'UN COMPOSANT. PLUSIEURS ETUDES RECENTES SUR LES EFFETS DES INTERACTIONS MAGNETIQUES ELECTRIQUES EN HAUTE FREQUENCE SONT MONTREES. CHAQUE METHODE A COMME PARTICULARITE LA NECESSITE DES APPROXIMATIONS, DANS LA PLUPART DES CAS GEOMETRIQUES, PAR RAPPORT AU PROBLEME QUI EST ESSENTIELLEMENT TRIDIMENSIONNEL. UNE MODELISATION PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS UTILISANT LA FORMULATION AXISYMETRIQUE COUPLEE AVEC LES EQUATIONS DE CIRCUIT ELECTRIQUE EST PROPOSEE ET BIEN ADAPTEE POUR UNE CARACTERISATION ELECTROMAGNETIQUE DES COMPOSANTS BOBINES.
MODELISATION DE L'HYSTERESIS ET DES DISPOSITIFS D'ENREGISTREMENT MAGNETIQUE
Author: FABIENNE.. CORTIALPublisher:
ISBN:
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Languages : fr
Pages : 222
Book Description
L'AMELIORATION DES TETES POUR L'ENREGISTREMENT MAGNETIQUE NUMERIQUE PASSE PAR LA SIMULATION DES PROCEDES D'ECRITURE ET DE LECTURE DES MILIEUX D'ENREGISTREMENT. IL APPARAIT DONC INDISPENSABLE DE RECHERCHER UN MODELE D'HYSTERESIS REPRESENTANT AU MIEUX LE COMPORTEMENT DE CES MILIEUX (BANDES ET DISQUES): TEL EST L'OBJECTIF DE CETTE THESE. DEUX MODELES SCALAIRES ORIGINAUX ONT ETE DEVELOPPES. ILS PERMETTENT DE REPRESENTER ANALYTIQUEMENT LE CYCLE MAJEUR EN UTILISANT PLUS DE DONNEES EXPERIMENTALES QUE LES MODELES EXISTANTS, ET DE CALCULER DES CYCLES MINEURS FERMES A PARTIR DU CYCLE MAJEUR ET DES DEUX DERNIERS POINTS DE REBROUSSEMENT CONSTITUANT L'HISTOIRE. CES MODELES ONT ETE IMPLANTES DANS UN LOGICIEL ELEMENTS FINIS. ILS ONT CONDUIT A UNE SIMULATION DE L'ECRITURE ET DE LA LECTURE D'UNE TETE PLANAIRE COUCHES MINCES SUR UN DISQUE DUR MINCE TRES SATISFAISANTE. L'HYPOTHESE DU COMPORTEMENT MAGNETIQUE SCALAIRE EST VALIDE POUR CES DISQUES MAIS NE L'EST PLUS POUR LES BANDES PARTICULAIRES (METAL ET FERRITE DE BARYUM) ET DE METAL EVAPORE (ME) ACTUELLEMENT UTILISEES: UN MODELE VECTORIEL D'HYSTERESIS EST ALORS NECESSAIRE. APRES UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE APPROFONDIE DES MODELES VECTORIELS EXISTANTS, NOUS AVONS CHOISI LE MODELE LE PLUS PERFORMANT POUR LES BANDES PARTICULAIRES QUI EST LE MODELE 3D PREISACH/STONER-WOHLFARTH. NOUS L'AVONS AMELIORE POUR MODELISER CORRECTEMENT LES BANDES ME. PAR AILLEURS, LES MESURES SONT REALISEES SUR UN VSM VECTORIEL. L'INTERET DE LA CARACTERISATION EST DOUBLE. ELLE PERMET D'ABORD DE DETERMINER LES SEPT PARAMETRES DU MODELE A PARTIR DES COURBES, QUI SE REDUISENT AU CYCLE MAJEUR LONGITUDINAL, A LA COURBE M LONGITUDINALE ET A L'AIMANTATION REMANENTE DU CYCLE TRANSVERSE. LA COMPARAISON DES MESURES AUX COURBES CALCULEES PERMET ENSUITE DE VALIDER LE MODELE. NOUS AVONS, DE PLUS, PARTICIPE A LA CONSTRUCTION D'UN TEL APPAREIL, DOTE D'UN NOUVEAU SYSTEME DE BOBINES DE DETECTION