Dimensionnement d'excitatrices de machines synchrones : modélisation et validation expérimentale - Cas des excitatrices Brushless

Abstract

Le dimensionnement des excitatrices de machines synchrones est une tâche qui nécessite de la part des ingénieurs beaucoup de rigueur et de précision car cet élément est au cœur même de ce type de machines. Tous les constructeurs de machines synchrones veillent à la qualité de cet élément dont dépend le comportement de l’ensemble de la machine. Les techniques de calculs et de dimensionnement des excitatrices de machines synchrone ont beaucoup évolué au fil du temps. L’outil informatique est devenu une pièce centrale dans les calculs de prédiction du comportement de cet élément. Le présent travail est destiné à la mise sur pieds d’un programme de dimensionnement d’excitatrice de machine synchrone, en particulier les excitatrices Brushless équipées d’un alternateur inversé. Ce programme offre à l’utilisateur un assez grand nombre de degrés de liberté. Le concepteur pourra selon son gré agir sur les paramètres géométriques, électriques, magnétiques et mécaniques, afin d’adapter le modèle à ses attentes. Il pourra visualiser directement l’impact de ses modifications sur les calculs et faire des ajustements. Pour réaliser ce travail, une revue de la bibliographie des types d’excitatrices existants, et des critères de qualité de ces équipements a été faite. Puis une approche analytique du dimensionnement est présentée. A cette méthode est associé un code de calcul numérique pour extraction des résultats. Ensuite un modèle CAO entièrement paramétrique est conçu et un programme de calcul numérique basé sur les éléments finis est incorporé à ce modèle. Enfin les différents résultats sont présentés et interprétés. Cette partie se termine avec une comparaison des deux modèles de dimensionnement. Le travail s’achève sur une brève conclusion.