Modélisation analytique multiphysique pour la conception optimale ...

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xii Table des matières 2.4.8 Circuit magnétique équivalent............ 58 2.5 Bobinage et tension induite de mouvement . . . . . . . . . 64 2.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.5.2 Tension induite de mouvement de phase . . . . . . 65 2.5.3 Réalisation du bobinage . . . . . . . . . . . . . . . 68 2.5.4 Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.6 Modèle électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.6.2 Résistance électrique et inductance . . . . . . . . . 77 2.6.3 Equation de tension induite de phase . . . . . . . . 79 2.6.4 Alimentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7 Puissances et couples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.7.2 Bilan de Puissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.7.3 Puissance électromagnétique ............ 86 2.7.4 Pertes dans le moteur . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.7.5 Puissance mécanique et électrique ......... 87 2.7.6 Rendement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2.7.7 Couple électromagnétique et mécanique . . . . . . 88 2.7.8 Couple dû à l’effet d’encoches . . . . . . . . . . . . 90 2.8 Modèle thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 2.8.2 Hypothèses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 2.8.3 Circuit thermique équivalent . . . . . . . . . . . . 93 2.8.4 Résistance thermique due à la conduction . . . . . 94 2.8.5 Résistance thermique due àlaconvection . . . . . 98 2.8.6 Paramètres dépendant de la température ..... 99 2.9 Equation du mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3 Moteur synchrone sans dents statoriques 101 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 3.2 Définition de la géométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.1 Bobinage auto-porteur . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.2.2 Bobinage droit superposé ..............107 3.2.3 Bobinage droit juxtaposé ..............109 3.3 Masses et inerties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.4 Modèles magnétiques.....................110 3.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.4.2 Conditions aux limites . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Table des matières xiii 3.4.3 Méthode des courants équivalents . . . . . . . . . . 111 3.4.4 Potentiel vecteur et induction (p =1) .......113 3.4.5 Potentiel scalaire et induction (p >1) . . . . . . . 119 3.5 Tension induite de mouvement . . . . . . . . . . . . . . . 130 3.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 3.5.2 Bobinage auto-porteur . . . . . . . . . . . . . . . . 131 3.5.3 Bobinage droit superposé . . . . . . . . . . . . . . 134 3.5.4 Bobinage droit juxtaposé . . . . . . . . . . . . . . 136 3.6 Modèle électrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 3.6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 3.6.2 Inductances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 3.6.3 Bobinage auto-porteur . . . . . . . . . . . . . . . . 142 3.6.4 Bobinage droit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 3.7 Modèle thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 4 Optimisation 151 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 4.2 Méthodes d’optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 4.3 Formulation des modèles de conception . . . . . . . . . . . 156 4.4 Méthodologie de conception . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 4.4.1 Optimisation sur logiciel spécifique . . . . . . . . . 163 5 Validations expérimentales 167 5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2 Projet « Solar Impulse » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.2 Chaîne énergétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.2.3 Cahier des charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 5.2.4 Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 5.2.5 Matériaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 5.2.6 Optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 5.2.7 Ajustements et améliorations . . . . . . . . . . . . 173 5.2.8 Mesures expérimentales . . . . . . . . . . . . . . . 175 5.2.9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 6 Synthèse et conclusion 185
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Sommaire CHAPITRE 4 Optimisation 4.
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4.2. Méthodes d’optimisation 155
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4.3. Formulation des modèles de co
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4.3. Formulation des modèles de co
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4.4. Méthodologie de conception 16
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168 5. Validations expérimentales
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187 Le modèle thermique est passab
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ANNEXE C Couple réluctant : Nrel e
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D.2. Coefficients de convection et
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ANNEXE E Potentiel vecteur : permé
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ANNEXE G Liste des symboles A, A Po
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231 ili,Ili Courant de ligne [A] ip
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s, s Longueur curviligne [m] sz Ouv
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co Conducteur cr Culasse rotorique
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238 BIBLIOGRAPHIE [6] Zhe Ren, Xu F
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Publications P. Ragot, M. Markovic,
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