ETUDE DES MACHINES ELECTRIQUES PAR CAO

Chapitre III CAO d’un générateur synchrone à aimant permanent sous Flux 2D
machine en tubes de flux uniformes, et à calculer ensuite la chute de la force magnétomotrice
correspondant à chaque tronçon, la réluctance de chaque tronçon est calculée à partir des paramètres
géométriques et magnétiques.
• La méthode de résolution formelle des équations de champ: plusieurs auteurs se sont penchés sur
cette technique. Classiquement, on remplace la force magnétomotrice d’induit par une densité de
courant surfacique, parfaitement sinusoïdale, placée à l’interface entrefer-stator. Quelques
hypothèses simplificatrices permettent de résoudre les équations différentielles du champ dans
l’entrefer. Cette technique semble très performante, mais en fait, elle ignore plusieurs phénomènes
dans la machine, par exemple le phénomène lié à la réluctance du stator, et la forme réelle des
courants d’alimentation.
Néanmoins, elle est très séduisante par son aspect formel très intéressant dans
l’optimisation, ainsi que par sa rapidité d’exécution et par la précision de calcul qu’elle pourrait
avoir si on arrivait à tenir compte des conditions réelles de fonctionnement.
Des méthodes semi-analytiques ont été développées pour le calcul des machines contenant
des pièces polaires associées. Elles consistent à subdiviser la machine en secteurs caractéristiques,
où l’uniformité du flux est supposée connue. Après écriture des équations régissant les flux entrants
et les flux sortants dans chaque secteur, on intègre sur l’ensemble de la machine. Ces méthodes,
utilisées aussi pour le calcul des machines bobinées, demeurent des méthodes approchées. Elles
tiennent compte en moyenne de la géométrie du domaine, mais donnent de bons résultats.
■ Méthodes numériques: les développements du calcul numérique de champs par la méthode des
éléments finis, des différences finies ou autres, ont permis la réalisation de logiciels très
performants permettant le calcul complet des machines électriques. L’association de cette méthode
avec les algorithmes d’optimisation permet d’arriver à des résultats fort intéressants.
Cependant, pour des cas de prédimensionnement ou de recherche fondamentale, il n’est pas
toujours facile d’adopter cette solution, car il n’est pas facile d’étudier le sens de l’influence de tel
ou tel paramètre sur telle ou telle grandeur externe, sans être limité par le temps de calcul.
III.7 PROBLEMATIQUE DU GENERATEUR SYNCHRONE A AIMANTS PERMANENTS
La production d’énergie électrique liée aux énergies renouvelables, essentiellement celle qui
est produite par l’énergie éolienne, joue le rôle de complément aux productions d’énergies
classiques. Parallèlement à la production de l’énergie éolienne sur le réseau, le marché des centrales
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