CONTRIBUTION A L'ETUDE DES MACHINES ELECTRIQUES A CONDUCTEURS DANS L'ENTREFER PDF Download
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CALCUL DES PERTES PAR COURANTS INDUITS DANS LES CONDUCTEURS STATORIQUES DES MACHINES ASYNCHRONES SANS FER. MODELINISATION D'UN RADAR MAGNETIQUE MASSIF. ETUDE DES CONDITIONS D'OPTIMALITE DU CIRCUIT MAGNETIQUE. APPLICATION AUX MACHINES A ENROULEMENT SUPRACONDUCTEUR
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CALCUL DES PERTES PAR COURANTS INDUITS DANS LES CONDUCTEURS STATORIQUES DES MACHINES ASYNCHRONES SANS FER. MODELINISATION D'UN RADAR MAGNETIQUE MASSIF. ETUDE DES CONDITIONS D'OPTIMALITE DU CIRCUIT MAGNETIQUE. APPLICATION AUX MACHINES A ENROULEMENT SUPRACONDUCTEUR
Author: Jean Chatelain Publisher: EPFL Press ISBN: 2880740509 Category : Electric machinery Languages : fr Pages : 689
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Ce volume consacré aux machines électriques englobe également l'étude du trans- formateur. Si la construction et le dimensionnement des machines électriques restent l'apanage d'un nombre restreint de spécialistes, leur emploi dans de multiples domaines et dans une gamme de puissances étalée de quelques mW à plusieurs centaines de MW touche un large public d'ingénieurs et de techniciens de diverses disciplines. Pour cette raison le Département d'Electricité de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne conti- nue d'attribuer une large place à l'enseignement de cette matière. Le présent volume, tout en constituant un ouvrage de référence pour l'homme du métier, se veut à vocation essentiellement didactique à l'usage des candidats- ingénieurs en électrotechnique. Si certains développements peuvent apparaître exagérément détaillés, compte tenu de la littérature scientifique existante, leur inclu- sion dans l'ouvrage résulte de l'expérience acquise par l'auteur, confronté pendant 25 ans d'enseignement à des difficultés d'assimilation de la part des étudiants relati- ves à certains phénomènes de base (champ tournant, origine du couple électromagné- tique) ou certaines méthodes de calcul (matrices de transformation, théorie à deux axes, etc.). Le but assigné étant la présentation de la théorie de fonctionnement des machines électriques en régime transitoire ou permanent, les indications sur les maté- riaux et la morphologie ont été réduites au minimum nécessaire à la compréhension de la constitution spécifique de chaque type. De même, les essais n'ont fait l'objet que d'une description succincte. Afin de conserver à l'ouvrage une taille raisonnable, on a renoncé à un traite- ment complet des phénomènes transitoires par la transformation de Laplace ou les méthodes de calcul numérique et retenu seulement, à titre d'application des relations de base, le calcul détaillé des valeurs initiales de courants et de couples de court-circuit. La méthode consistant à négliger, dans un premier temps, l'amortissement est intéres- sante au plan pédagogique par l'entraînement qu'elle procure au bon choix d'hypothèses simplificatrices. La solution exacte tenant compte des amortissements a été fournie sans démonstration, afin de pouvoir définir les différentes constantes de temps (cf. chap. 6,7 et 8). La matière du volume X s'appuie sur les notions générales de l'électrotechnique (vol. I) et de l'électromécanique (vol. IX), sur certaines propriétés des matériaux (vol. II) et sur l'électromagnétisme en régime quasi-statique (vol. III). Elle fait appel égale- ment à des notions développées en électronique de puissance et de réglage (vol. XV et XVI) et en haute tension (vol. XXII).
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ETUDE DES PERTES AERODYNAMIQUES DANS L'ENTREFER DES MACHINES A VITESSE PERIPHERIQUE ELEVEE, A ROTOR LISSE OU RAINURE. MISE EN EVIDENCE DE L'EFFET LIMITE DES NOMBRES DE REYNOLDS ET DE MACH
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L'électromécanique traite de l'ensemble des problèmes associés à la conversion électrique-mécanique ou mécanique-électrique. Cet ouvrage aborde principalement deux aspects : d'une part, la présentation des principales méthodes d'analyse de l'électromécanique fait l'objet des cinq premiers chapitres ; d'autre part, la description des principaux transducteurs électromécaniques, de leurs particularités, de leur conception et de leur commande est traitée dans les chapitres 6 à 12. Les transducteurs électromécaniques assurent simultanément une conversion électromécanique d'énergie et d'information. Leur développement est relativement récent et s'effectue parallèlement à celui du traitement électronique de l'information. Le domaine de ces composants va du relais au moteur pas à pas. Le chapitre 1 aborde l'étude des circuits électriques et magnétiques, de leur calcul et de leur représentation. Les différentes non-linéarités sont également prises en considération. Le chapitre 2 traite de la conversion électromécanique par le biais de deux méthodes : celle de la dérivée de l'énergie et celle du tenseur de Maxwell. L'aimant permanent, composant fréquent des transducteurs électromécaniques, est analysé dans le cadre du chapitre 3. Un modèle équivalent en est donné ainsi que les principaux critères de choix des dimensions. Le chapitre 4 établit le parallèle entre les transducteurs de petite taille et les machines électriques de grande taille, Il permet de préciser le rôle de l'aimant permanent et facilite le choix des dimensions et des dispositions relatives des systèmes électromécaniques. Le chapitre 5 présente les méthodes d'analyse du comportement dynamique de systèmes électromécaniques. Les chapitres 6 à 10 abordent la description et l'étude des principaux transducteurs électromécaniques, selon une classification basée sur le rôle relatif de l'aimant et du bobinage. Les systèmes réluctants, électrodynamiques, électromagnétiques et réluctants polarisés sont successivement analysés. Cette troisième édition se distingue des précédentes (1975 et 1985) par les réductions et adjonctions suivantes. Les anciens chapitres 11 Moteurs pas à pas et 12 Moteurs pas à pas monophasés sont contractés en un nouveau chapitre 11 Moteurs pas à pas principalement réduit. Les chapitres 12 Champ tournant et bobinage, 13 Moteurs synchrones, 14 Moteurs à courant continu et 15 Moteurs asynchrones sont nouveaux. L'objectif de cette importante adjonction est double. D'une part, il s'agit de former un ensemble cohérent pour tout ingénieur intéressé par les aspects méthodologiques et par les applications de l'ensemble du domaine électromécanique, principalement centré sur les puissances faibles à moyennes (quelques kw), et, d'autre part, il s'agit d'étayer l'enseignement de base du domaine.
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Le principal objectif de nos travaux était l'établissement de modèles suffisamment précis pour étudier le comportement des machines électriques en présence d'un défaut de court-circuit entre spires et d'en déduire les signatures pertinentes pour la détection de ce type de défaut. L'autre objectif était de dimensionner des machines électriques à courant de court-circuit d'amplitude limitée pour réduire le risque de propagation du défaut. La première approche de modélisation consiste à effectuer une étude complète en utilisant la méthode d'éléments finis pas à pas dans le temps. Les résultats obtenus par ce modèle "éléments finis" concernant une MSAP et une MAS, saines et aussi en présence de plusieurs défauts "entre spires" de niveaux de sévérité différents, concordent avec ceux obtenus expérimentalement sur deux bancs d'essai. La seconde approche a consisté à mettre au point un modèle "circuits électriques" dont la complexité dépend du type de structure magnétique et du type de bobinage de la machine étudiée. Nous avons proposé deux méthodes de détermination des paramètres : 1- des méthodes numériques (éléments finis) ; 2- l'établissement des nouvelles expressions analytiques. Dans le dernier chapitre, une méthode basée sur la segmentation des aimants sous un pôle qui n'est en fait qu'une démultiplication du nombre de pôles au rotor sans modification du bobinage statorique est proposée est utilisé pour réduire le courant de défaut.
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DANS UN BUT D'AUGMENTER LA PUISSANCE VOLUMIQUE DES MACHINES ELECTRIQUES, ET GRACE AU DEVELOPPEMENT DE L'ELECTRONIQUE DE PUISSANCE, LES INDUSTRIELS CHERCHENT A CONSTRUIRE DES MACHINES A GRANDE VITESSE DE ROTATION. UN TOUR D'HORIZON DES DIFFERENTES TECHNOLOGIES ENVISAGEABLES POUR DE TELLES APPLICATIONS EST PRESENTE. POUR DES RAISONS AUTANT ECONOMIQUES QUE PRATIQUES, NOTRE CHOIX S'EST PORTE SUR LA MACHINE ASYNCHRONE A ROTOR MASSIF. L'INEXISTENCE DE SCHEMA EQUIVALENT CLASSIQUE ET LA VOLONTE D'OPTIMISER LES PARAMETRES GEOMETRIQUES DU ROTOR IMPOSENT L'UTILISATION DE METHODES NUMERIQUES. LE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS DU COMPORTEMENT ELECTROMAGNETIQUE D'UNE MACHINE ASYNCHRONE (CLASSIQUE OU RAPIDE) AU REGIME ETABLI EST TRES CONSOMMATEUR DE TEMPS ET DE MEMOIRE. EN EFFET, LES SIMULATIONS PAS A PAS DANS LE TEMPS PEUVENT DURER JUSQU'A 200 HEURES SUIVANT LE MATERIEL INFORMATIQUE UTILISE. UNE NOUVELLE MODELISATION EST PROPOSEE, FONDEE SUR LA SEPARATION DU DOMAINE D'ETUDE EN DEUX (ROTOR+ENTREFER ET STATOR+ENTREFER) ET SUR UN COUPLAGE DE CES DERNIERS PAR LE PREMIER HARMONIQUE D'ESPACE DE LA REPRESENTATION COMPLEXE DU POTENTIEL VECTEUR MAGNETIQUE DANS L'ENTREFER. LE CALCUL EST REALISE EN TROIS ETAPES SUCCESSIVES POUR UN TEMPS DE UNE A CINQ MINUTES SUIVANT LE NOMBRE DE NUDS DES MAILLAGES ROTOR ET STATOR. CETTE METHODE DE CALCUL EST VALIDEE PAR LA COMPARAISON DE SES RESULTATS (COUPLE, PUISSANCE, COURANT, TENSION, GLISSEMENT) AVEC LES MESURES EXPERIMENTALES EFFECTUEES SUR UNE MACHINE REELLE. ENFIN, DES ETUDES DE MACHINES ASYNCHRONES A ROTOR MASSIF SONT PRESENTEES
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LES SURCHAUFFES DES MACHINES ELECTRIQUES ONT UN IMPACT CONSIDERABLE SUR LEUR DUREE DE VIE. C'EST POURQUOI IL EST IMPORTANT DE CONNAITRE LA DISTRIBUTION DES TEMPERATURES QU'ELLES SUBISSENT. DE PLUS, L'ASSOCIATION DES MACHINES AVEC DES CONVERTISSEURS STATIQUES EST DEVENUE CLASSIQUE MAIS CONTRIBUE A L'AUGMENTATION DES PERTES PAR INJECTION D'HARMONIQUES. IL EST DONC TOUT AUSSI IMPORTANT DE DETERMINER LEUR CONTRIBUTION A L'ECHAUFFEMENT DU SYSTEME. LE TRAVAIL PRESENTE ICI DETAILLE UNE ANALYSE ELECTRIQUE, MAGNETIQUE ET THERMIQUE D'UN MOTEUR ASYNCHRONE SOUMIS A UNE ALIMENTATION SINUSOIDALE OU NON. LA FORME D'ONDE DU COURANT ET LA REPARTITION DE L'INDUCTION MAGNETIQUE DANS LA MACHINE SONT DETERMINEES AFIN DE SITUER PRECISEMENT LES PERTES. L'EVOLUTION DE LA TEMPERATURE EST ALORS CALCULEE DANS LA MACHINE. LES PROPRIETES PHYSIQUES EQUIVALENTES SONT DETERMINEES PAR PROBLEME INVERSE, EN PARTICULIER EN CE QUI CONCERNE LES ENROULEMENTS. LES OUTILS DEVELOPPES POUR LES SIMULATIONS ET LES RESULTATS DES CALCULS SONT VALIDES PAR DES MESURES EXPERIMENTALES. UNE INSTALLATION INSTRUMENTEE EST UTILISEE POUR VALIDER LA TECHNIQUE DE DETERMINATION DES PROPRIETES. UNE MACHINE EQUIPEE DE THERMOCOUPLES PERMET LA MESURE DE TEMPERATURES AU STATOR COMME AU ROTOR.
Author: Alain Guéraud
Author: Alain Guéraud
Author: Jean Chatelain
Author: HAMOU.. OULD-YAHIA
Author: Marcel Jufer
Author: Philippe Deflandre
Author: Éric Daclin
Author: Babak Vaseghi
Author: Max Marty
Author: Jean-Charles Mercier
Author: Éric Chauveau