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Thèse soutenue

Contribution à l'étude par éléments finis du comportement électromagnétique des machines asynchrones rapides

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Auteur / Autrice : Jean-Charles Mercier
Direction : Bernard Laporte
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1993
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Résumé

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Dans un but d'augmenter la puissance volumique des machines électriques, et grâce au développement de l'électronique de puissance, les industriels cherchent à construire des machines à grande vitesse de rotation. Un tour d'horizon des différentes technologies envisageables pour de telles applications est présenté. Pour des raisons autant économiques que pratiques, notre choix s'est porté sur la machine asynchrone à rotor massif. L'inexistence de schéma équivalent classique et la volonté d'optimiser les paramètres géométriques du rotor imposent l'utilisation de méthodes numériques. Le calcul par éléments finis du comportement électromagnétique d'une machine asynchrone (classique ou rapide) au régime établi est très consommateur de temps et de mémoire. En effet, les simulations pas à pas dans le temps peuvent durer jusqu'a 200 heures suivant le matériel informatique utilisé. Une nouvelle modélisation est proposée, fondée sur la séparation du domaine d'étude en deux (rotor+entrefer et stator+entrefer) et sur un couplage de ces derniers par le premier harmonique d'espace de la représentation complexe du potentiel vecteur magnétique dans l'entrefer. Le calcul est réalisé en trois étapes successives pour un temps de une à cinq minutes suivant le nombre de nœuds des maillages rotor et stator. Cette méthode de calcul est validée par la comparaison de ses résultats (couple, puissance, courant, tension, glissement) avec les mesures expérimentales effectuées sur une machine réelle. Enfin, des études de machines asynchrones à rotor massif sont présentées