ETUDE DES MACHINES ELECTRIQUES PAR CAO

Résumé
Ce travail est basé sur l’étude des machines électriques par CAO et plus particulièrement les machines
synchrones et asynchrones pour un mode de fonctionnement soit générateur ou moteur. Ces machines sont les versions
les plus répandues des machines électriques classiques dans tout les systèmes énergétiques.
La souplesse et la puissance des ordinateurs croissant de plus en plus, ont incités les chercheurs chargés de la
conception des machines électriques à développer des programmes de dimensionnement et d’optimisation de plus en
plus performant. Ces outils permettent une conception assistée par ordinateur, basée essentiellement sur l’analyse, la
simulation et l’exploitation automatique des ensembles de solutions possibles.
Dans cette thèse, on s’intéresse principalement à la CAO des machines électriques par le couplage des équations
électriques et magnétiques. Premièrement le couplage de la méthode des intégrales de frontières et la méthode des
éléments finis est utilisé pour faire l’étude d’un générateur synchrone à pôles saillants sous Matlab. Deuxièmement la
modélisation analytique et numérique d’un générateur à aimant permanent sous Flux 2D est utilisé pour la production
d’énergie éolienne et enfin l’étude d’un moteur asynchrone à cage d’écueil par la CAO optimisée en utilisant les
réseaux de neurones et sous les deux logiciels Matlab/Flux 2D.
Mots clés –Conception assistée par ordinateur, Machines électriques, la méthode des éléments finis de frontières,
Energie éolienne, Optimisation, Réseaux de neurone , Matlab/Flux 2D.
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Abstract
This work is articulated around the study of the electric machines using CAD and specially the study of the
synchronous and asynchronous ones, this machines are very used in the classical machines in the system of energy,
and they are used as motors or generators.
The flexibility and the power of the computers growing more and more, encouraged the researchers in charge of the
design of the electric machines to develop programs of increasingly powerful dimensioning and optimization. These
tools allow a computer aided design, based primarily on the analysis, the simulation and the automatic exploitation of
the possible sets of solutions.
In this thesis, we are interested to study by CAD the electric machines by coupling the electric equations with the
magnetic ones. Firstly we used the coupling of the boundary element and the finite element methods to study a pole
shaded synchronous generator using Matlab. Secondly, we used the analytical and the numerical modeling of
permanent magnetic generator using Flux 2D to product wind energy and finally we study the squirrel cage induction
motor by CAD optimization using artificial neural networks , and the two software’s Matlab/Flux 2D.
Key-words-Computer Aided Design, Electric machines, the finite element and the boundary element methods, Wind
energy, Optimization, Artificial neural networks., Matlab/Flux 2D
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ﺺﺨﻠﻣ
ﻰﻓ ﺔﻨﻣﺍﺰﺘﻤﻟﺍ ﺮﻴﻏﻭ ﺔﻨﻣﺍﺰﺘﻤﻟﺍ ﺕﻻﻼﻟﺍ ﺹﻮﺼﺨﻟﺎﺑﻭ ﺮﺗﻮﻴﺒﻤﻜﻟﺍ ﺔﻄﺳﺍﻮﺑ ﺔﻴﺋﺎﺑﺮﻬﻜﻟﺍ ﺕﻻﻼﻟﺍ ﻢﻴﻤﺼﺗ ﺔﺳﺍﺭﺩ ﻝﻮﺣ ﻞﻤﻌﻟﺍ ﺍﺪﻫ ﺭﻮﺤﻤﺘﻳ
ﺔﻴﺋﺎﺑﺮﻬﻜﻟﺍ ﺕﻻﻼﻟﺍ ﻦﻣ ﻯﺮﺧﻻﺍ ﻉﺍﻮﻧﻼﻟ ﺔﺒﺴﻨﻟﺎﺑ ﻻﺎﻤﻌﺘﺳﺍ ﺮﺜﻛﻻﺍ ﻭ ﺎﻋﻮﻴﺷ ﺮﺜﻛﻻﺍ ﻮﻫ ﺔﻴﺋﺎﺑﺮﻬﻜﻟﺍ ﺕﻻﻼﻟﺍ ﻦﻣ ﻉﻮﻨﻟﺍ ﺍﺪﻫ . ﺪﻟﻮﻣ ﻭﺍ ﻙﺮﺤﻣ ﺔﻟﺎﺣ
. ﻯﻮﻗﺎﻄﻟﺍ ﻡﺎﻈﻨﻟﺍ ﻞﻛ ﻰﻓ ﺔﻴﻜﻴﺳﻼﻜﻟﺍ
ﺞﻣﺍﺮﺑ ﺮﻳﻮﻄﺗ ﻦﻣ ﺔﻴﺋﺎﺑﺮﻬﻜﻟﺍ ﺕﻻﻼﻟﺍ ﻢﻴﻤﺼﺗ ﻰﻓ ﻦﻴﺼﺘﺨﻤﻟﺍ ﻦﻴﺜﺣﺎﺒﻠﻟ ﺖﺤﻤﺳ ﻡﻮﻳ ﺪﻌﺑ ﺎﻣﻮﻳ ﺓﺪﻳﺍﺰﺘﻤﻟﺍ ﻪﺗﺭﺪﻗﻭ ﺮﺗﻮﻴﺒﻤﻜﻟﺍ ﺭﻮﻄﺗ ﻭ ﺔﻧﻭﺮﻣ ﻥﺍ
ﺔﻄﺳﺍﻮﺑ ﻢﻴﻤﺼﺘﻟﺎﺑ ﺢﻤﺴﺗ ﻞﺋﺎﺳﻮﻟﺍ ﻩﺪﻫ . ﺔﻴﻌﻗﺍﻮﻟﺍ ﻝﻮﻠﺤﻟﺍ ﻦﻣ ﺔﺒﻳﺮﻗ ﺞﺋﺎﺘﻧ ﻰﻠﻋ ﻝﻮﺼﺤﻠﻟ ﻒﻴﻗﺪﺘﻟﺍ ﻭ ﺕﻻﻼﻟﺍ ﻦﻣ ﻉﻮﻨﻟﺍ ﺍﺪﻫ ﺔﺳﺍﺭﺩ ﻰﻓ ﺔﺼﺘﺨﻣ
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ﻰﻠﻋ ﺪﻤﺘﻌﻳ ﺍﺪﻫ ﻭ ﺮﺗﻮﻴﺒﻤﻜﻟﺍ
ﺕﺎﻗﻼﻌﻟﺍ ﻦﻴﺑ ﻂﺑﺮﻟﺍ ﻖﻳﺮﻃ ﻦﻋ ﺍﺪﻫ ﻭ ﺮﺗﻮﻴﺒﻤﻜﻟﺍ ﺔﻄﺳﺍﻮﺑ ﺔﻴﺋﺎﺑﺮﻬﻜﻟﺍ ﺕﻻﻼﻟﺍ ﻢﻴﻤﺼﺘﺑ ﺔﻴﺋﺪﺒﻣ ﺓﺭﻮﺼﺑﻭ ﺹﻮﺼﺨﻟﺎﺑ ﻢﺘﻬﻧ ﺔﺣﻭﺮﻃﻻﺍ
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ﻦﻣﺍﺰﺘﻣ ﻰﺋﺎﺑﺮﻬﻛ ﺪﻟﻮﻤﻟ ﺩﻭﺪﺤﻟﺍ ﺕﺍﺩ ﺔﻴﻤﻗﺮﻟﺍ ﺔﻘﻳﺮﻄﻟﺍ ﻭ ﺔﻘﻴﻗﺪﻟﺍ ﺮﺻﺎﻨﻌﻟﺍ ﺕﺍﺩ ﺔﻴﻤﻗﺮﻟﺍ ﺔﻘﻳﺮﻄﻟﺍ ﻦﻴﺑ ﻂﺑﺮﻟﺍ ﻻﻭﺍ-ﺔﻴﺴﻴﻃﺎﻨﻐﻤﻟﺍ
ﻭ ﺔﻴﺋﺎﺑﺮﻬﻜﻟﺍ
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. Flux 2D/Matlab ﻦﻴﺠﻣﺎﻧﺮﺒﻟﺍ ﺔﻄﺳﺍﻮﺑ ﻭ ﺔﻴﺒﺼﻌﻟﺍ ﺕﺎﻜﺒﺸﻟﺍ ﻝﺎﻤﻌﺘﺳﺎ ﺑ ﺏﺎﺠﻨﺳ ﺺﻔﻗ ﻭﺩ ﻦﻣﺍﺰﺘﻣ ﻻ ﻰﺋﺎﺑﺮﻬﻛ ﻙﺮﺤﻣ ﺔﺳﺍﺭﺩ ﺍﺮﻴﺧﺍ ﻭ Flux 2D
تﺎﻜﺒﺸﻟا - ﻦﻴﺴﺤﺘﻟا - حﺎﻱﺮﻟا ﺔﻗﺎﻃ - دوﺪﺤﻟا تاد ﺔﻘﻴﻗﺪﻟا ﺮﺻﺎﻨﻌﻠﻟ ﺔﻴﻤﻗﺮﻟا ﺔﻘﻱﺮﻄﻟا - ﺔﻴﺋﺎﺏﺮﻬﻜﻟا تﻻﻻا - ﺮﺕﻮﻴﺒﻤﻜﻟا ﺔﻄﺱاﻮﺏ ﻢﻴﻤﺼﺘﻟا-ﺔﻴﺣﺎﺘﻔﻤﻝا تﺎﻤﻠﻜﻝا
.Matlab/Flux 2D -
ﺔﻴﺒﺼﻌﻟا