Prototypage virtuel des machines electriques : modélisation numérique multi-physique dédiée à la conception optimale et au diagnostic.

Abstract

L'objectif de ce travail de thèse est la modélisation multi-physique de dispositifs électromécaniques, par couplage des modèles d'équations du champ électromagnétique en régime transitoire avec le modèle d'équations mécaniques du mouvement et de la déformation structurelle, dédiée à la conception optimale et au diagnostic par contrôle non destructif (CND). La résolution numérique des modèles multi-physiques mis en œuvre intégrant les non-linéarités magnétiques par l'algorithme de newton-Raphson dans un schéma en pas a pas dans temps, le calcul des densités de forces magnétiques responsables du mouvement et de la déformation, est basée sur la méthode des éléments finis (2D) sous environnement Matlab. Les modèles numériques sont été appliqués d'une part à une machine à induction à cage dont le dimensionnement est préalablement amélioré par un calcul analytico-empirique, dans le cadre de la modélisation du couplage fort électrique-magnétique en régime transitoire non linéaire. D'autre part la modélisation numérique multi-physique du couplage électrique- magnétique et mécanique de déformation dans les actionneurs électromécaniques, est dédié au (CND) à travers le calcul des profils de la déformation maximale statique en fonction de la densité de force magnétique dans une pièce fortement ferromagnétique, et ce pour différentes amplitudes de la tension d'alimentation, du lift-off, et de la conductivité électrique.