Contribution à la modélisation électrique et thermique d'un moteur pas à pas à aimant permanent à rotor discoïde PDF Download
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DU COMPORTEMENT THERMIQUE D'UN MOTEUR PAS A PAS A ROTOR DISCOIDE. LE COMPORTEMENT EST SIMULE AU MOYEN D'UN MODELE NODAL UTILISANT DES RESISTANCES ET DES CAPACITES THERMIQUES AINSI QUE DES SOURCES DE CHALEUR. LA MISE EN UVRE NECESSITE DE SEPARER LES DIFFERENTES PERTES (PAR EFFET JOULE, ELECTROMAGNETIQUES ET MECANIQUES) SUIVANT LES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT ET LES LIMITES IMPOSEES PAR L'ALIMENTATION. LES PERTES SONT CALCULEES AU MOYEN D'UN MODELE ELECTRIQUE GRACE A DEUX ENROULEMENTS FICTIFS EN COURT-CIRCUIT. LA VALIDATION DU MODELE DANS DIFFERENTES CONDITIONS PERMET DE DETERMINER LES PARAMETRES. LE SCHEMA THERMIQUE CONCERNE UN SECTEUR ELEMENTAIRE DU MOTEUR. IL SE COMPOSE DE 94 NUDS, 167 RESISTANCES, 63 CAPACITES ET 13 SOURCES DE CHALEUR. LE NOMBRE ELEVE EST IMPOSE PAR LA COMPLEXITE DU MOTEUR ET LA DISSYMETRIE DE FIXATION. LA VALIDATION EST FAITE AU MOYEN DE MESURES DE TEMPERATURES EN 16 POINTS LOCALISES A L'INTERIEUR ET SUR LA SURFACE. CE MODELE DONNE DE BONS RESULTATS TANT A L'ARRET QU'EN ROTATION ET EN REGIME ETABLI OU EN REGIME TRANSITOIRE. UN SCHEMA EQUIVALENT REDUIT A 3 NUDS EST PROPOSE POUR UNE ETUDE GLOBALE
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DU COMPORTEMENT THERMIQUE D'UN MOTEUR PAS A PAS A ROTOR DISCOIDE. LE COMPORTEMENT EST SIMULE AU MOYEN D'UN MODELE NODAL UTILISANT DES RESISTANCES ET DES CAPACITES THERMIQUES AINSI QUE DES SOURCES DE CHALEUR. LA MISE EN UVRE NECESSITE DE SEPARER LES DIFFERENTES PERTES (PAR EFFET JOULE, ELECTROMAGNETIQUES ET MECANIQUES) SUIVANT LES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT ET LES LIMITES IMPOSEES PAR L'ALIMENTATION. LES PERTES SONT CALCULEES AU MOYEN D'UN MODELE ELECTRIQUE GRACE A DEUX ENROULEMENTS FICTIFS EN COURT-CIRCUIT. LA VALIDATION DU MODELE DANS DIFFERENTES CONDITIONS PERMET DE DETERMINER LES PARAMETRES. LE SCHEMA THERMIQUE CONCERNE UN SECTEUR ELEMENTAIRE DU MOTEUR. IL SE COMPOSE DE 94 NUDS, 167 RESISTANCES, 63 CAPACITES ET 13 SOURCES DE CHALEUR. LE NOMBRE ELEVE EST IMPOSE PAR LA COMPLEXITE DU MOTEUR ET LA DISSYMETRIE DE FIXATION. LA VALIDATION EST FAITE AU MOYEN DE MESURES DE TEMPERATURES EN 16 POINTS LOCALISES A L'INTERIEUR ET SUR LA SURFACE. CE MODELE DONNE DE BONS RESULTATS TANT A L'ARRET QU'EN ROTATION ET EN REGIME ETABLI OU EN REGIME TRANSITOIRE. UN SCHEMA EQUIVALENT REDUIT A 3 NUDS EST PROPOSE POUR UNE ETUDE GLOBALE
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L'ETUDE PRESENTEE DANS CE DOMAINE A PERMIS D'APPORTER UNE CONTRIBUTION A LA MODELISATION DES MACHINES ELECTRIQUES SPECIALES. IL S'AGIT ICI D'UN MOTEUR SYNCHRONE A AIMANTS PERMANENTS, A REDUCTANCE VARIABLE, A ROTOR OSCILLANT ET DE TRES FAIBLE INERTIE. DANS CE MOTEUR, LE ROTOR A UN MOUVEMENT DE TRANSLATION CIRCULAIRE QUI COMMUNIQUE UN MOUVEMENT DE ROTATION A L'ARBRE PAR L'INTERMEDIAIRE D'EXCENTRIQUES; LE MOTEUR A AINSI UN TRES FAIBLE MOMENT D'INERTIE. LES ACCELERATIONS ANGULAIRES SUR L'ARBRE SONT ALORS EXTREMEMENT IMPORTANTES. UN MODELE ANALYTIQUE PUIS UN MODELE NUMERIQUE ONT ETE MIS AU POINT AFIN D'ANALYSER LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DE CE MOTEUR ET DE RECHERCHER SES PERFORMANCES OPTIMALES. CETTE ETUDE A DEBUTE PAR LA PRESENTATION DE LA STRUCTURE DU MOTEUR. NOUS AVONS ENSUITE DECRIT SON FONCTIONNEMENT ORIGINAL TANT SUR LE PLAN MECANIQUE QUE SUR LE PLAN MAGNETIQUE. DANS LE BUT D'AVOIR UNE PREMIERE APPROCHE DU COMPORTEMENT DE CE MOTEUR, UN MODELE LINEAIRE A ETE ETABLI. LES ELEMENTS CONSTRUCTIFS DE CE MODELE SONT DETERMINES UN PAR UN ET EN PARTICULIER LES VARIATIONS DE LA PERMEANCE D'ENTREFER EN FONCTION DE LA POSITION DU ROTOR. DANS UNE SECONDE ETAPE, SATURATION ET FLUX DE FUITE SONT PRIS EN COMPTE POUR ETABLIR UN NOUVEAU MODELE. EN RAISON DE LA NON-LINEARITE DE CERTAINS DE SES ELEMENTS, LA RESOLUTION EST CONCUE PAR UN PROGRAMME INFORMATIQUE. LE POINT DE FONCTIONNEMENT EST DETERMINE ITERATIVEMENT. LA VALIDITE DU MODELE A ETE VERIFIEE PAR LA MESURE DES FLUX, DES F.E.M. ET DU COUPLE SUR UN PROTOTYPE. UNE NOUVELLE SIMULATION NUMERIQUE BASEE SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS ET APPLIQUEE A UNE COUPE TRANSVERSALE DU MOTEUR A ETE ELABOREE. ENFIN LA DERNIERE PARTIE CONCERNE L'OPTIMISATION DE CE MOTEUR. NOTRE PRINCIPAL OBJECTIF EST D'AMELIORER L'INERTIE ET LE COUPLE. AINSI LA FORME DE LA TOLE DU STATOR, L'INFLUENCE DU NOMBRE D'AIMANTS, DE L'ENTRAXE ET DE L'ENTREFER MINIMUM ONT ETE ETUDIEES
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Les travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre de l'étude des petits moteurs électriques de faible puissance produits en très grande série par l'industrie automobile avec des contraintes technico-économiques particulièrement fortes.L'application porte plus précisément sur des moteurs à courant continu, à aimants permanents destinés à refroidir le moteur thermique du véhicule. Face à la multiplication des organes électriques au sein d'un même véhicule, l'objectif est de diminuer l'encombrement du moteur de ventilation et dans la mesure du possible d'augmenter son rendement. Le but des travaux réside donc dans l'élaboration d'un logiciel d'optimistation et d'aide à la conception. Une première phase concerne le développement d'un modèle analytique permettant, à partir d'une géométrie et de matériaux de construction donnés, de prédire les performances magnétiques et électromagnétiques du moteur pour un point ou sur une plage de fonctionnement. La principale originalité de la modélisation est de prendre en compte l'ensemble des phénomènes liés à la commutation et plus particulièrement la mise en court-circuit de certaines bobines par les balais lors de la rotation de l'induit. Les résultats du modèle analytique ont été validés par des simulations numériques et complétés par des mesures effectuées de manière automatique sur un banc d'essais développé au laboratoire. Les analyses comparatives sont très encourageantes et autorisent donc une seconde phase, l'implantation du modèle analytique au sein d'une procédure d'optimisation PASCOSMA pour générer une application de dimensionnement. Le dimensionnement automatique de la machine est réalisé en respectant l'ensemble de ces contraintes et en minimisant la fonction objectif. Les travaux se sont finalisés par la création d'un logiciel d'aide à la conception permettant, à partir des charges, d'obtenir la géométrie de moteur la mieux adaptée pour répondre aux critères de dimensionnement imposés.
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La machine à réluctance variable à double saillance (MRV-DS) a largement été utilisée dans le domaine du positionnement incrémental. Avec les derniers progrès en électronique de puissance et de commande, le domaine d'utilisation de la MRV-DS tend à se diversifier avec des applications en fonctionnement synchrone à très grande vitesses. Quel que soit le fonctionnement envisagé, pas-à-pas ou synchrone, il est nécessaire d'élaborer un modèle de la machine pour pouvoir prédéterminer ses performances. Le mémoire de thèse est consacré à la modélisation et à l' étude de la MRV-DS dans son environnement de commande. Un modèle analytique classique est d'abord utilisé pour étudier le fonctionnement du moteur et dégager les aspects essentiels de son fonctionnement électromécanique. Il est également utilisé pour étudier le système commandé.
Author: Li Kong Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 213
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The subject of this dissertation is the study of a pennanent magnet brushless motor and its feed.ing inverter in the application of an electric vehicle. The different systems of electric vehicles are reviewed in the first chapter. The solution retained is an in-wheel brushless motor with pennanent magnet NdFeB. The points focused in designing a brushless motor concem the minimisation of the harmonics and the temperature influences on the magnetic characteristics of the magnet NdFeB and, therefore, on the motor. In chapter 2, the magnets are divided in some blocks and are shifted up each other along the motor axis. Based on the static torque curve, the real dimensions of the magnets and the slots and the saturation effect have been taken into account in our study. In regular shifting, the best total shifting angle does not correspond to a tooth step. The irregular shifting is approved particularly efficient even in the case of3 magnet blocks. In the third chapter, the entire B(H) curves of NdFeB is described, for all temperatures, by means of the double variables Chebychev polynomial series. These expressions are integrated in the package Flux-Expert for determining the magnetic field of the machine (in 2D) by finite elements method. This motor is especially sensible to the temperature and the armature reaction does not change greatly the working point of magnet. The two stages DC AC-AC supply inverter allows to have a soft switching in the drive system and, therefore, a limited electromagnetic pollution in the vehicle. The behaviour of this inverter is simulated, in chapter 5, by means of a program adapted from the software A TOSEC. The simulation results show that themodulation frequency for the first stage of the inverter should be in the order of 20kHz for a good current regulation. The simulation is valid for a lspeed up to 75% of its maximum under the rated eurrent and the current control remains efficient when the current is shifted from the electromagnetic force by an angle and even with the presence of toothharmonies
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De par leur principe de fonctionnement, les machines a reluctance variable (mrv) a double denture, peuvent constituer des solutions interessantes pour les entrainements necessitant des fonctionnements a fort couple et faible vitesse. Dans le cas de la conversion de l'energie eolienne en energie electrique, elles peuvent apporter une amelioration en supprimant le multiplicateur de vitesse. Apres avoir effectue une classification succincte des mrv, nous avons adopte pour cette application, une structure synchrone a double denture excitee par des aimants permanents inseres au rotor. Par la suite, en se basant sur les principes de dimensionnement des machines synchrones, nous avons propose une demarche pour effectuer son predimensionnement. Afin d'evaluer ses performances, nous avons effectue la modelisation de la machine en utilisant la methode des elements finis (mef) et le modele du circuit electrique equivalent. En plus de la mef, une approche analytique basee sur le calcul de la permeance d'entrefer et du potentiel scalaire magnetique est proposee pour identifier les parametres du modele du circuit electrique equivalent (inductances et f.e.m.). Apres sa validation, ce modele a ete retenu, pour etudier les performances de l'ensemble generatrice-redresseur a mli dans les conditions reelles de fonctionnement (frequence du convertisseur elevee). Enfin, nous avons aborde l'optimisation des parametres geometriques et magnetiques de la structure pour maximiser sa puissance. Pour cela, nous avons adopte la methode des plans d'experiences conjuguee au calcul de champs. Cette demarche permet de prendre en consideration les conditions reelles de fonctionnement (saturation et fonctionnement dynamique des aimants) ainsi que les interactions entre les differents parametres. L'interet de cette methode a ete mis en evidence. L'etude des performances d'un prototype optimise a montre une amelioration pour tous les modes de fonctionnement.
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: Eric Vassent Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 168
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CETTE ETUDE A POUR BUT DE DEVELOPPER UN OUTIL DE MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS DE LA MACHINE ASYNCHRONE QUELQUES SOIENT SA GEOMETRIE, SES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET SON REGIME DE FONCTIONNEMENT. LA METHODE DES ELEMENTS FINIS 2D APPLIQUEE A L'ELECTROMAGNETISME, CONSISTE A DECRIRE DANS UN PLAN LA GEOMETRIE DE L'OBJET A ETUDIER, A LA MAILLER, PUIS A RESOUDRE LES EQUATIONS GENERALES DE L'ELECTROMAGNETISME (MAXWELL) SUR TOUS LES NUDS DU MAILLAGE EN TENANT COMPTE DES PROPRIETES PHYSIQUES AFFECTEES SUR LES ELEMENTS. LE MOTEUR ASYNCHRONE EST UN OBJET ELECTROMAGNETIQUE TRES COMPLEXE ENTRAINANT L'UTILISATION DE LA MAGNETODYNAMIQUE COMPLEXE POUR TENIR COMPTE DE L'EFFET DE PEAU DANS LES BARRES DE LA CAGE ROTORIQUE. L'ALGORITHME DE NEWTON-RAPHSON EST UTILISE POUR RESOUDRE LE PROBLEME DE LA NON-LINEARITE DES MATERIAUX (SATURATION LOCALE AU DEMARRAGE, GLOBALE AU SYNCHRONISME). L'UTILISATION DE COURBES B(H) EQUIVALENTES PERMET DE CONSERVER L'ENERGIE MAGNETIQUE DANS LE DOMAINE ETUDIE. ENFIN, L'IMPLANTATION DES EQUATIONS DE CIRCUIT PERMET DE TENIR COMPTE DES TETES DE BOBINES AU STATOR, DES ANNEAUX DE COURTS-CIRCUITS AU ROTOR ET D'AVOIR LA POSSIBILITE D'ALIMENTER EN TENSION. POUR POUVOIR SIMULER DES REGIMES TRANSITOIRES MECANIQUES OU ELECTRIQUES, IL A ETE NECESSAIRE DE DEVELOPPER D'UNE PART UN ALGORITHME PERMETTANT DE FAIRE TOURNER LE ROTOR SANS LE DEMAILLER (EN S'AFFRANCHISSANT DES MULTIPLES INCONVENIENTS QU'ENGENDRENT LES AUTRES METHODES EXISTANTES A CE SUJET) ET D'AUTRE PART UNE METHODE DE RESOLUTION EN PAS A PAS DANS LE TEMPS (TYPE PREDICTION-CORRECTION) AVEC COUPLAGE DE L'EQUATION MECANIQUE. UNE CONFRONTATION AVEC DES RESULTATS EXPERIMENTAUX EST FAITE AFIN DE VALIDER LES DIFFERENTES METHODES UTILISEES. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE L'ENSEMBLE DES TRAVAUX EFFECTUES PERMET DE MODELISER DE FACON GENERALE, UN MOTEUR ASYNCHRONE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS
Author: Pierre Bidan Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 99
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L'ensemble de travaux présenté dans ce mémoire traite globalement de la conception, de la modélisation et de la commande de systèmes dans un cadre très applicatif. La première partie concerne le domaine automobile et s'inscrit dans le contexte toujours actuel de recherche d'économie d'énergie et de réduction de la pollution atmosphérique, par amélioration de la gestion du groupe motopropulseur et plus particulièrement du moteur à allumage commandé. Dans ce but, une première étude porte sur la régulation de la richesse du mélange dans les phases transitoires et propose l'utilisation d'un asservissement de la pression collecteur au moyen d'un papillon électrique, en vue de maîtriser le remplissage en air. Une stratégie originale de contrôle coordonné des admissions de l'air et du carburant est alors proposée. Une autre voie d'amélioration, par une assistance électrique ponctuelle du moteur thermique au moyen d'une machine synchrone autopilotée, est ensuite développée. Dans le cadre de la régulation de ralenti, un prototype permet de mettre en évidence l'apport de cette assistance en terme de réduction de la consommation et de robustesse aux perturbations. La deuxième partie du mémoire traite principalement de la modélisation et de la commande des convertisseurs d'énergie électrique. Après un premier volet décrivant une méthodologie de modélisation orientée commande et adaptée à certaines classes de convertisseurs statiques, un exemple de synthèse conjointe convertisseur-commande est proposée. Sur la base d'un onduleur de tension à découpage d'ordre 4 devant fonctionner en générateur de signaux, l'interaction étroite entre qualité de filtrage, dimensionnement de la structure et performances de la commande est analysée et une solution présentée. Pour chaque thème abordé, des éléments de prospective sont proposés.
Author: Mohamed Karmous
Author: Mohamed Karmous
Author: MOHAMED.. MNASSRI
Author: Marylin Fassenet
Author: Clément Goeldel (auteur d'une thèse de sciences.)
Author: Yamina Sofiane
Author: Li Kong
Author: Ilhem Haouara
Author: Don Montague
Author: Eric Vassent
Author: Pierre Bidan