ETUDE DES MACHINES ELECTRIQUES PAR CAO

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Remerciements Mes remerciements vont premièrement à Dieu tout puissant pour la volonté, la santé et la patience qu’il m’a donné durant toutes ces longues années. Je tiens à remercier sincèrement toute personne m’a aidée de près ou de loin pour évaluer ce travail et plus particulièrement mon encadreur Monsieur Hocine Benalla, Professeur au département d’électrotechnique de Constantine. Je tiens à lui exprimer ma reconnaissance pour la confiance qu’il m’a accordée et pour l’intérêt qu’il a constamment porté à mes travaux de recherches. Je suis très sensible à l’honneur que m’a fait Monsieur Aissa Bouzid, Professeur au département d’électrotechnique de Constantine, en acceptant de présider la commission d’examen de ma présente thèse de Doctorat en science. Je remercie chaleureusement Monsieur Boubaker Azoui, Professeur à l’Université de Batna, Monsieur Abdelhak Bennia, Professeur à l’Université de Constantine ainsi que Monsieur Djallel Dib, Maître de Conférence à l’Université de Tebessa, pour avoir participé avec leurs esprit critique au jury et pour avoir examiné avec beaucoup d’attention et débat ma thèse. Je tiens enfin à exprimer mes vifs remerciements à toute l’équipe MAGE du laboratoire G2ELAB (Grenoble Génie Electrique) de m’avoir accepter d’être parmis eux dans des stages de courtes durées, et à ceux qui ont contribués de près ou de loin dans ce laboratoire pour que je puisse avancer dans ma recherche. Je tiens à remercier beaucoup ma famille et plus particulièrement ma très chère mère, qui ma beaucoup encouragée et à qui je dois ma réussite ainsi que mes deux frères qui ont été un soutien pour moi dans les bons et les mauvais moments pendant la préparation de ce travail.
Sommaire Sommaire Introduction Générale 1 Chapitre I: CAO des Machines Electriques : Etat de l’Art I.1 INTRODUCTION 4 I.2 HISTORIQUE DES MACHINES ELECTRIQUES 4 I.3 DEFINITIONS ET ETAPES DE CAO 12 I.3.1 Choix de la structure du dispositif 13 I.3.2 Dimensionnement de la structure choisie 13 I.4 NECESSITE ET APPLICATIONS DE CAO 14 I.5 CAO : MISE EN ŒUVRE 16 I.5.1 Matériel 16 I.5.2 Logiciel 16 I.6 OUTILS DE CAO 17 I.6.1 Outils d’aide au choix de la structure du dispositif à concevoir 17 I.6.2 Outils de dimensionnement de la structure du dispositif à concevoir 17 I.7 METHODOLOGIES EN CONCEPTION DES MACHINES ELECTRIQUES 18 I.7.1 Démarche de conception 18 I.7.2 Nature des problèmes 19 I.7.3 Formulations mathématiques 19 I.8 CAO DES MACHINES ELECTRIQUES 19 I.8.1 Problématiques 20 I.8.2 Motivations 21 I.9 CAO : ASPECTS ECONOMIQUES 23 I.10 LA CAO DU FUTUR 24 I.11 CONCLUSION 25 Chapitre II: CAO d’un Générateur Synchrone à Pôles Saillants sous Matlab II.1 INTRODUCTION 26 II.2 DESCRIPTION DE LA MACHINE SYNCHRONE 26 II.3 MISE EN EQUATIONS DES MACHINES SYNCHRONES 29 II.3.1 Equations en termes des variables de phases 29 II.3.2 Transformation de Park 33 II. 3.3 Calcul opérationnel 39 II.4 PROBLEMATIQUE DU GENERATEUR SYNCHRONE A POLES SAILLANTS 41 II.4.1 Principe de la méthode des éléments finis 41 II.4.1.1 Formulation magnétostatique 43 II.4.1.2 Formulation magnétodynamique couplée aux équations de circuit 45 II.4.2 Principe de la méthode des éléments finis de frontières 49 II.4.3 Mise en équations de la méthode développée pour faire l’étude du générateur synchrone 50 II.4.4 Architecture du superviseur utilisé 53 II.4.4.1 Le Pré-processeur 55 II.4.4.2 Le Processeur 56 II.4.4.3 Le Post-processeur 56 II.5 RESULTATS DE MODELISATION DU GENERATEUR SYNCHRONE A POLES 57 II.5.1 La géométrie 58 II.5.2 Le maillage 58 II.5.3 Les conditions aux limites 58 II.5.4 Les coefficients 58 II.5.5 La résolution 60 II.5.6 L’exploitation 60 II. 6 CONCLUSION 63
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