ETUDE DES MACHINES ELECTRIQUES PAR CAO

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Introduction générale
■ Le troisième chapitre est basé sur l’ étude par CAO d’une machine synchrone à aimant
permanent pour la production d’énergie éolienne. La mise en œuvre d’une méthodologie de
conception fondée sur la modélisation multiphysique est l’objet de ce chapitre. Elle consiste à
associer une approche analytique et une approche numérique utilisant la méthode des éléments finis.
L’étude est alors réalisé par le couplage d'un outil logiciel commercial d'aide à la conception des
systèmes modélisables analytiquement à des codes de calcul par la méthode des éléments finis
développés par Cedrat et nommé Flux 2D. L’étude analytique, fondée sur un modèle
magnétoélectrique, fournit une solution qui répond globalement aux spécifications d’un cahier des
charges bien déterminé. L’analyse numérique complète, d’une part et le dimensionnement en
intervenant sur un nombre réduit de paramètres géométriques d’autre part, permet d’étudier le
comportement dynamique de ce genre d’actionneur électromécanique. Dans ce contexte, nous
avons entrepris dans ce chapitre le développement d’un outil automatique de dimensionnement par
CAO de machine synchrone à aimant permanent en vue de la conception de génératrice pour la
conversion d’énergie éolienne.
■ Le quatrième chapitre est basé sur la CAO optimisée d’un moteur asynchrone sous
Matlab/Flux 2D avec un couplage des équations électriques et magnétiques de ce genre de machine.
Puisque l’industrie électrique est pour la plupart de ses activités, le carrefour de plusieurs
disciplines complémentaires, une machine électrique est principalement destinée à la conversion
énergétique entre l’électricité et la mécanique et, de ce fait, est le siège de phénomènes
électromagnétiques et mécaniques (couples, vibrations, efforts électrodynamiques,…etc) mais aussi
thermiques (échauffements dus aux pertes, …etc) qui doivent être abordés simultanément lors de la
conception de la machine. De même, un convertisseur statique à base de composants semiconducteurs
(thyristors, transistors….etc) allie, dans ses principes de fonctionnement, des notions
approfondies d’électrotechnique et d’électronique de puissance et de commande.
Dans ce contexte, on a choisis de faire une étude électrique/magnétique par le couplage des
équations électriques et magnétiques d’un moteur à induction pour visualiser les phénomènes
électromagnétiques dans le mode dynamique de cette machine, puis on a fais une autre étude basé
sur la CAO optimisée par un couplage électromagnétique/thermique pour l’optimisation des trous
de ventilations en utilisant les méthodes d’intelligences artificielles et spécialement les réseaux de
neurones, les résultats sont issus des deux logiciels Matlab/Flux 2D