Soutenance de thèse, Houssein TAHA, 8 déc. 2021

Mise en oeuvre du modèle de Darwin par la méthode des éléments finis en vue de modéliser les machines électriques à des fréquences intermédiaires

Le mercredi 8 décembre 2021  à 14h, Salle ATRIUM, ESPRIT, format hybride (ZOOM)
Av. Paul Langevin, 59650 Villeneuve-d’Ascq

Mots-clés :

Champs électromagnétiques; Circuit imprimés; Effets résistifs, capacitifs, et inductifs; Méthode des éléments finis; Méthode des éléments coques; Modèles quasistatiques

Résumé :

Dans les dernières années, la modélisation des composants magnétiques et électriques suscite beaucoup d’intérêt dans la recherche scientifique. Un modèle magnétodynamique est suffisant pour décrire le comportement des machines électriques dans les basses fréquences, mais, avec l’augmentation des fréquences en électronique de puissance, les machines sont soumises à des tensions hautes fréquences, cela nécessite une modélisation des isolants surtout en raison du vieillissement auquel ils seront exposés.

L’objectif de ces travaux est de calculer le champ électrique dans les milieux non conducteurs, en particulier, les effets capacitifs. En effet, vu que les modèles classiques tels que la magnétostatique et la magnéto-quasistatique ne prennent pas en compte la modélisation de ces effets, il est indispensable de mettre en œuvre des formulations en potentiels adaptées dans le code_Carmel pour calculer simultanément les champs électriques et magnétiques, telle que le modèle de Darwin. Ce modèle est capable de capturer les effets capacitifs-inductifs couplés à des fréquences intérmédiaires, en particulier, autour de la fréquence de résonnance. En revanche, l’électrostatique et l’électro-quasistatique sont parmi les modèles connus qui sont capables à modéliser les effets capacitifs.

En outre, un problème de structure mince de Darwin est résolu en utilisant la méthode des éléments coques, appliquée à la fois aux éléments de nœuds et d’arêtes, afin de modéliser des circuits imprimés à des fréquences élevées. Ces éléments sont dérivés de la dégénérescence des éléments prismatiques de Whitney et elles peuvent être appliqués facilement à une formulation pour résoudre une coque mince.

Différentes applications industrielles ont été présentées afin de valider les résultats de simulation obtenus par le modèle de Darwin en les comparant aux résultats de mesures.