Etude par la méthode des éléments finis de l’effet d’une couche ferromagnétique d’ induit sur les performances en régime dynamique d’une machine linéaire
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Date
2011
Authors
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Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
Les dispositifs électromécaniques tiennent une place importante dans les équipements industriels (moteurs, alternateurs, actionneurs …etc.), place qui tend à s’amplifier avec l’apparition de nouvelles tendances : traction tout électrique, production décentralisée, nouveaux actionneurs, etc. De plus, ces systèmes ont souvent une place critique dans les applications. Cette criticité génère des contraintes croissantes en termes de sûreté de fonctionnement et de taux de disponibilité, nécessitant une surveillance accrue et donc le développement d’outils de diagnostic de plus en plus performants. [19] A l’heure actuelle, la recherche de défauts dans les dispositifs électromécaniques est généralement effectuée sur l’analyse des grandeurs physiques des dispositifs. Or, la demande croissante en terme de robustesse des outils de diagnostic nécessite de trouver de nouvelles solutions et, en particulier, de porter une analyse sur d’autres grandeurs, ceci afin de compléter les approches existantes. Comme un moteur est un système trop complexe pour l’analyse des phénomènes physiques élémentaires, les efforts doivent porter sur l’étude d’un autre système plus simple possible, pour ne pas introduire de phénomènes mal maîtrisés ou impossibles à rendre en compte. [5] Imposer un système ayant un comportement linéaire est certes restrictif mais permet toute-fois de donner des informations sur les paramètres physiques mis en jeux. Les systèmes de conversion de l’énergie sont tous conçus avec un impératif commun : le meilleur rendement possible à un coût acceptable. Dans les dernières années, des recherches ont été lancées afin de trouver des solutions de représentations des machines électriques de façon à éviter le coût d’un prototype. Une approche, qui offre un bon compromis entre la précision des résultats et le temps de calcul, a été privilégiée. Les moyens informatiques modernes et les logiciels dits de conception assistée par ordinateur constituent des moyens puissants de calcul et d’analyse des systèmes et des structures électromagnétiques en particulier ces moyens modernes fascinent par leur facilité, mais ils ne déchargent pas le concepteur de toute réflexion; Ils exigent bien au contraire des connaissances plus étendues pour être utilisées efficacement au travers de nombreuses tâches. En effet, le concepteur ne peut pas modéliser ce qu’il ignore, il doit connaître les lois de comportement pour élaborer les modèles. De même, il a besoin d’évaluer rapidement les grandeurs principales pour apprécier les résultats des calculs automatiques, il doit savoir sur quel paramètre agir pour améliorer une solution et il doit traduire dans le concret l’abstraction des modèles. Il est connu qu’une démarche de conception de systèmes électromagnétiques fasse appel à plusieurs outils logiciels pour étudier tous les phénomènes physiques qui caractérisent son fonctionnement. Ces outils sont souvent de natures diverses s’étendant des bases de données et tableurs aux logiciels de modélisation propres à la physique traitée et ne présentant aucun lien entre eux. Méthodiquement, ces techniques pénalisent la conception, en particulier le dimensionnement, par un coût élevé du temps de mise en oeuvre. Ceci justifie l’orientation vers des plates-formes logicielles mettant en oeuvre des modèles multi physiques permettant de concevoir des systèmes complexes en modélisant l’ensemble des phénomènes couplés caractérisant leur fonctionnement. Les outils de calcul puissants qui ne cessent de se sophistiquer, dans le domaine de l’électrotechnique, sont généralement basés sur des méthodes numériques dont le principe est souvent connu depuis bien longtemps, et la méthode des éléments finis en est un exemple. Lorsqu’elle est convenablement appliquée aux problèmes d’électromagnétiques plans, volumiques ou axisymétriques, la méthode des éléments finis permet d’obtenir des résultats très proches de la réalité. Elle devient, ainsi, parfaitement adaptée à la simulation des performances d’un nouveau produit et à son optimisation en diminuant considérablement le nombre de prototypes à réaliser. De ce fait, la simulation devient un véritable outil de prototypage virtuel et devient l’outil de référence du concepteur. [4,17] Le but des travaux présentés dans ce mémoire est d’étudier une machine linéaire à induction en utilisant la méthode des éléments finis qui permet l’évolution de la force de propulsion par la méthode de Lorentz en fonction des paramètres que sont la distribution des enroulements statoriques, la nature du matériau constituant l’induit et la fréquence d’alimentation. Ce mémoire est organisé en quatre chapitres de la façon suivante : Le premier chapitre de notre travail décrit quelques généralités sur les machines linéaires et leurs principes de fonctionnement et les différents domaines de leurs utilisations. Dans le deuxième chapitre nous présenter
Description
78 f. : ill. ; 30 cm. (+ CD-Rom)
Keywords
Machine linéaire, Modélisation, Méthode numérique, Méthode analytique, Eléments finis, F.E.M.M.
Citation
Machines