Amélioration de la formulation en potentiel scalaire magnétique et généralisation au couplage entre équations de champ et de circuit électrique

Improvement of the magnetic scalar potential formulation and generalization to the coupling between field and electric circuit equations

• Auteur / Autrice : Huu Tuan Luong
• Direction : Yves Maréchal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Nicolas, Francis Piriou, Patrick Dular, Xavier Brunotte, Gérard Meunier

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Sciences appliquees

Domaines classiques de la physique

Electrotechnique, electroenergetique

Electromagnetisme

Champ magnetique

Distribution champ

Potentiel scalaire

Methode element fini

Circuit electrique

Alimentation electrique

Application industrielle

4120

Pac

Electromagnetism

Magnetic fields

Field distribution

Scalar potential

Finite element method

Electrical circuits

Power supplies

Industrial application

Résumé

Le calcul de la distribution du champ magnétique est basé sur la formulation en potentiel scalaire magnétique dans le contexte des éléments finis nodaux. Une amélioration de la formulation a été apportée en tenant compte de la perméabilité élevée des matériaux magnétiques et du problème de connexité. La formulation en potentiel scalaire a été généralisée par l'introduction du couplage entre équations de champ et de circuits électriques. Un calcul préliminaire d'un potentiel vecteur électrique autorise la prise en compte de tout type de bobines, filaire ou massive. La résolution simultanée des équations de champ et de circuits mise en oeuvre permet traiter les problèmes à courant ou tension imposés et comportant des circuits d'alimentation avec des composants électroniques. Ces travaux sont validés sur plusieurs applications industrielles. Au cours du déroulement de ces travaux, nous avons été amené à développer une méthode de gestion robuste pour des conditions aux limites complexes et un langage dédié de haut niveau pour automatiser la mise en oeuvre de notre démarche

The computation of magnetic field distribution is based on the magnetic scalar potential formulation in a nodal finite element context. An improvement of the formulation has been identified by taking into account the high permeability of the materials and of the connexity problem. The scalar potential formulation has been generalized for introduction of the coupling between field and electric circuit equations. A preliminary computation of an electric vector potential allows to take into account aIl coil types, filament or massive. The simultaneous resolution of field and circuit equations implemented permits the treatment of current or voltage driven problems and supply circuit with electronic component problems. This work has been validated on many industrial applications. In the course of these studies, we have developed a method of robust management for complex limited boundaries and a high level dedicated language to automate the implementation of our process