Author: Frédéric BouillaultPublisher:
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Languages : fr
Pages : 148
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Contribution à la modélisation de systèmes électromagnétiques en mouvement comportant des parties ferromagnétiques massives
Author: Frédéric BouillaultCONTRIBUTION A LA MODELISATION, DES PHENOMENES ELECTRIQUES-MAGNETIQUES COUPLES ET DU MOUVEMENT, POUR LES SYSTEMES ELECTROMAGNETIQUES TRIDIMENSIONNELS
Author: NAJIB.. GASMIPublisher:
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Languages : fr
Pages : 125
Book Description
CETTE ETUDE CONCERNE LA MODELISATION TRIDIMENSIONNELLE DES PHENOMENES ELECTROMAGNETIQUES REGIS PAR LES EQUATIONS DE LA MAGNETOSTATIQUE. DANS UNE PREMIERE PARTIE DU TRAVAIL, NOUS AVONS MENE UNE ETUDE COMPARATIVE ENTRE DIFFERENTS TYPES D'ELEMENTS GEOMETRIQUES ET CECI POUR DIFFERENTES FORMULATIONS EN POTENTIELS. NOUS AVONS CONSTATE QUE LES ELEMENTS HEXAEDRIQUES PERMETTAIENT UNE MEILLEURE APPROXIMATION AINSI QU'UN GAIN DE TEMPS DE CALCUL PAR RAPPORT AUX AUTRES TYPES D'ELEMENTS. ENSUITE, UN COUPLAGE DE CES FORMULATIONS AVEC LES EQUATIONS DE CIRCUITS ELECTRIQUES A ETE REALISE. NOTRE CODE DE CALCUL, QUI INTEGRE LES EQUATIONS DE CIRCUITS AINSI QUE DIFFERENTS TYPES D'ELEMENTS GEOMETRIQUES A ETE VALIDE SUR UNE APPLICATION INDUSTRIELLE. LA SECONDE PARTIE DE CE MEMOIRE A POUR BUT DE PROPOSER UNE METHODE CAPABLE DE TENIR COMPTE DU DEPLACEMENT D'UNE PARTIE MOBILE D'UN SYSTEME PAR RAPPORT A UNE PARTIE FIXE. NOUS PROPOSONS UNE TECHNIQUE POUR LAQUELLE LE MOUVEMENT N'EST PLUS CONSIDERE DANS UNE ZONE VOLUMIQUE (ENTREFER) MAIS SUR UNE SURFACE. EN EFFET, CETTE SURFACE NOUS SERT DE SUPPORT POUR RECOLLER DEUX MAILLAGES ISSUS DE SOUS DOMAINES DIFFERENTS. NOUS PROPOSONS SUR L'INTERFACE, UN ENSEMBLE DE FONCTIONS REPRESENTEES PAR DES MULTIPLICATEURS DE LAGRANGE ET QUI PERMETTENT DE RACCORDER CES DEUX DOMAINES. NOTRE MODELE A ETE VALIDE SUR UN EXEMPLE SIMPLE POUR LEQUEL ON CONSIDERE UN MOUVEMENT DE ROTATION.
Contribution à la modélisation des systèmes électrotechniques à l'aide des formulations en potentiels
Author: Benali BoualemPublisher:
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Languages : fr
Pages : 298
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Cette thèse est une contribution dans le domaine de la modélisation 2D et 3D des systèmes électrotechniques sur la base d'une résolution des équations de l'électromagnétisme par la méthode des éléments finis. Dans ce contexte, plusieurs formulations en terme de potentiels peuvent être envisagées. Le potentiel vecteur magnétique est une méthode robuste, mais pénalisante en temps de calcul. Ces derniers sont réduits notablement avec un potentiel scalaire magnétique. Néanmoins, il est difficile de modéliser les inducteurs à géométrie complexe. C'est pourquoi, la formulation hybride proposée est une alternative intéressante. En effet, elle peut être utilisée pour réaliser un gain en temps de calcul ou pour l'élimination des difficultés qu'entraîne le potentiel scalaire. Cette approche est basée sur un couplage des potentiels en assurant les conditions de transmission du champ et de l'induction magnétique au niveau de la surface qui sépare les deux formulations. Les potentiels scalaire et vecteur sont discrétisés en utilisant, respectivement, les éléments nodaux et d'arête. Pour modéliser un système électrotechnique complexe tel qu'une machine électrique tournante, on doit, en plus de la résolution des équations du champ, tenir compte de l'interaction des phénomènes magnétiques et électriques, des parties en mouvement, ... La notion de couplage entre les équations du circuit et celles du champ électromagnétique est présentée pour les formulations en potentiels. Quant au mouvement, il est simule par une connexion surfacique des parties fixe et mobile. Cette méthode, dite surface de glissement, nécessite un maillage régulier et conforme par déplacement. Pour calculer les forces magnétiques et le couple, nous comparons deux techniques : le tenseur de maxwell et les travaux virtuels. L'étude de la machine asynchrone est une application directe des développements effectues dans ce travail.
CONTRIBUTION A LA MODELISATION DE SYSTEMES ELECTROMAGNETIQUES A L'AIDE DU COUPLAGE DES EQUATIONS DES CIRCUITS MAGNETIQUE ET ELECTRIQUE
Author: WEI-AN.. LONGPublisher:
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Languages : fr
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NOUS AVONS PRESENTE DANS CE MEMOIRE UN MODELE NUMERIQUE POUR LA SIMULATION DE SYSTEMES ELECTROMAGNETIQUES. DANS CE MODELE, LES EQUATIONS MAGNETIQUES SONT COUPLEES AVEC CELLES DES CIRCUITS ELECTRIQUES, PUIS SONT DISCRETISEES PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. ENSUITE, NOUS AVONS PRESENTE DIFFERENTES METHODES POUR LA RESOLUTION SIMULTANEE DE CES EQUATIONS COUPLEES. EN VUE D'ECONOMISER LE TEMPS DE CALCUL ET LE STOCKAGE MEMOIRE, UN NOUVEL ALGORITHME, BASE SUR CELUI DE CHOLESKY, EST DEVELOPPE DANS CE TRAVAIL. PAR AILLEURS, LE MODELE PRESENTE PERMET DE PRENDRE EN COMPTE LE MOUVEMENT ET L'INCLINAISON DES ENCOCHES DANS LES MACHINES TOURNANTES. ENFIN, NOUS AVONS APPLIQUE LE MODELE DANS DEUX CAS DE SIMULATION: UN DISPOSITIF AYANT UNE STRUCTURE SIMPLE (TRANSFORMATEUR) ET UNE MACHINE A COURANT CONTINU
CONTRIBUTION 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
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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.
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 : 155
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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.
CONTRIBUTION A LA MODELISATION DU RETOURNEMENT D'AIMANTATION. APPLICATION A DES SYSTEMES MAGNETIQUES NANOSTRUCTURES OU DE DIMENSIONS REDUITES
Author: BRINDUSA MARIA.. KEVORKIANPublisher:
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Languages : fr
Pages : 196
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NOUS AVONS DEVELOPPE DES TECHNIQUES MATHEMATIQUES EFFICACES ET UN ENSEMBLE D'OUTILS NUMERIQUES SPECIFIQUES AU MICROMAGNETISME, POUR CALCULER DES CONFIGURATIONS MAGNETIQUES A L'EQUILIBRE ET HORS EQUILIBRE. LE MODELE UTILISE UNE METHODE DE MINIMISATION QUI REPOSE SUR L'INTEGRATION DES EQUATIONS DE PRECESSION-DISSIPATION DE LANDAU-LIFSHITZ-GILBERT (LLG). NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE L'ETUDE DE STABILITE DES EQUATIONS LLG. L'APPROCHE NUMERIQUE MISE AU POINT A ETE APPLIQUEE POUR ETUDIER LE COMPORTEMENT MAGNETIQUE DE SYSTEMES REELS FABRIQUES AU LABORATOIRE. DANS LES TRI-COUCHES FERROMAGNETIQUES SMCO/ZRCO/SMCO', DONT LA COUCHE CENTRALE DOUCE EST PRISE EN SANDWICH ENTRE DEUX COUCHES DURES, LE MECANISME DE RENVERSEMENT DE LA PHASE DURE EST DU A LA PROPAGATION D'UNE PAROI DEPUIS LA PHASE DOUCE. L'ESSENTIEL DES PROCESSUS DE RENVERSEMENT D'AIMANTATION EXPERIMENTAUX A ETE DECRIT CORRECTEMENT PAR LA SIMULATION, SEUL UN DESACCORD PORTE SUR LE RENVERSEMENT D'AIMANTATION DE LA COUCHE DE SMCO LA PLUS DURE. L'ETUDE MENEE SUR LES PLOTS DE FER EPITAXIES FE(110)/W(110) A PERMIS DE DECRIRE LES DISTRIBUTIONS D'AIMANTATION ET D'ESTIMER LES CHAMP DE RETOURNEMENT. LE CHAMP COERCITIF CALCULE POUR UN PLOT CARRE DE L = 5000 A DE COTE ET DE E = 58 A D'EPAISSEUR EST PROCHE DE LA VALEUR OBTENUE EXPERIMENTALEMENT. UN BON ACCORD ENTRE L'EXPERIENCE ET LA SIMULATION A ETE OBSERVE POUR LA DEPENDANCE ANGULAIRE DU CHAMP COERCITIF D'UNE PARTICULE RONDE DE DIAMETRE 2000 A ET D'EPAISSEUR 10 A. LE COMPORTEMENT CALCULE, COMME OBSERVE, TENDENT VERS CELUI DECRIT PAR LE MODELE DE STONER-WOHLFARTH. DANS LE CAS DES MATERIAUX NANOSTRUCTURES DOUX-DURS, L'APPROCHE MICROMAGNETIQUE UTILISEE NOUS A PERMIS D'IDENTIFIER LES PARAMETRES PERTINENTS ET LES MECANISMES IMPLIQUES DANS LE RENVERSEMENT D'AIMANTATION. LES CONTRIBUTIONS DE CHAQUE PHASE A LA SUSCEPTIBILITE TOTALE ONT ETE DEDUITES. LA CONTRIBUTION REVERSIBLE A LA SUSCEPTIBILITE TOTALE A ETE DETERMINEE PAR UNE APPROCHE QUI MIME LE PROCEDE EXPERIMENTAL. LA COMPARAISON DE NOS RESULTATS AVEC CEUX DE L'EXPERIENCE TEND A PROUVER QU'UNE AMELIORATION DES PERFORMANCES DES SYSTEMES NANOSTRUCTURES REELS EST POSSIBLE EN DIMINUANT LA TAILLE DES GRAINS.
Contribution à la modélisation des systèmes électrotechniques par la méthode des réseaux de perméances couplés
Author: Hervé RoissePublisher:
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Languages : fr
Pages : 256
Book Description
De nos jours, la prediction des performances des machines electriques est tres importante. Dans un premier temps, les concepteurs, dans un soucis d'etre competitif, ne realisent pas de prototype, mais commence leur etude par une modelisation numerique. Ils ont le choix entre une multitude de methodes, mais la plus efficace est la methode des elements finis. Cette derniere est consideree comme la reference pour la precision des resultats en depit d'un temps de calcul prohibitif. Celui-ci devient un handicap lorsque la machine modelisee est de grande taille ou lors d'une simulation en regime dynamique. Dans le but d'assurer un bon compromis entre le temps de calcul et la precision des resultats, nous proposons une methode fondee sur la modelisation par reseaux de permeances couples aux circuits electriques, reposant sur une decomposition du circuit magnetique en un nombre restreint d'elements. Dans le cadre de notre etude, chacun de ces elements peut prendre en compte, soit la saturation des materiaux magnetiques, soit le mouvement du rotor vis a vis du stator ou la modelisation des aimants permanents. Afin de rendre cette methode applicable a un grand nombre de machines, lors de leur utilisation en regime dynamique et pour differents cas de charge, nous avons elabore un couplage magnetique-electrique fort. Les mises en equations des differentes parties et de leur couplage sont realisees par l'intermediaire d'un logiciel de simulation (sirepce) que nous avons developpe. La validation de ce dernier a ete realisee lors de la modelisation d'un alternateur tetrapolaire et d'un alternateur a griffes. De meme, cette methode a ete appliquee plus en details et avec succes, a deux machines synchrones a aimants permanents de forte puissance, nous permettant de concilier a la fois des resultats proches de l'experience et un temps de calcul raisonnable. Enfin une derniere voie d'investigation a ete ouverte pour la prise en compte des courant de foucault dans les aimants.
CONTRIBUTION A LA MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS DES PHENOMENES ELECTROMAGNETIQUES RELATIFS AU MAGNETOFORMAGE
Author: BRAHIM.. BENDJIMAPublisher:
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Languages : fr
Pages : 151
Book Description
L'ETUDE DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES SYSTEMES DE MAGNETOFORMAGE PASSE PAR L'ANALYSE DES PHENOMENES COUPLES MAGNETO-MECANIQUES. UNE PRESENTATION DU MAGNETOFORMAGE EST EFFECTUEE ; ELLE RAPPELLE LE PRINCIPE, LE MATERIEL ET LES MODELES PHYSIQUES ET MATHEMATIQUES DE REPRESENTATION DES DISPOSITIFS. LES MODELES MAGNETODYNAMIQUES GENERALEMENT UTILISES DANS LE TRAITEMENT DU PROBLEME DE LA VITESSE, AINSI QUE LES METHODES UTILISEES POUR LA SOLUTION DE CE PROBLEME SONT PRESENTES. DEUX MODELES BASES SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS POUR L'ANALYSE DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE D'UN TUBE EN EXPANSION LIBRE SONT PROPOSES. CES MODELES DIFFERENT PAR LE CHOIX DE LA TECHNIQUE DE PRISE EN COMPTE DU MOUVEMENT DE L'OBJET EN DEFORMATION, LE PREMIER MODELE UTILISE UNE TECHNIQUE DE BANDE DE MOUVEMENT SANS REMAILLAGE, LE SECOND UTILISE LA TECHNIQUE DU MACRO-ELEMENT. LE MODELE NUMERIQUE UTILISANT LA BANDE DE MOUVEMENT EST APPLIQUE A UN SYSTEME AXISYMETRIQUE A TUBE LONG CARACTERISE PAR UNE DEFORMATION NON-UNIFORME LE LONG DE L'AXE DU TUBE. LE MODELE ANALYTICO-NUMERIQUE UTILISANT LE MACRO-ELEMENT EST APPLIQUE AU SYSTEME A TUBE COURT A DEFORMATION UNIFORME. LES MODELES DEVELOPPES SONT VALIDES EN LES CONFRONTANT ENTRE EUX, ET EN LES COMPARANT AUX RESULTATS EXPERIMENTAUX DONT NOUS DISPOSONS.