Introduction: Axe 1

Modélisation multi-échelle et multi-physique 

Dans l'objectif de concevoir et d’étudier des systèmes électromécaniques optimaux, plusieurs activités de recherche sont menées dans ce premier axe. Pour établir un pré-dimensionnement, l’équipe travaille notamment sur le développement de modèles semi-numériques (à bases de réseaux de réluctances). La validation de cette première phase est réalisée par comparaison avec des méthodes numériques basée des méthodes des éléments finis. La modélisation multiphysique plus particulièrement électromagnétique par EF des systèmes constitue historiquement une des fortes activités du laboratoire. Le maintien de “ codes maison ” ou d’outil métier par incorporation de techniques numériques contemporaines (réduction de domaines ou d’ordre par exemple) est toujours d’actualité. L’équipe possède aussi une expertise dans l’utilisation de logiciels libres et commerciaux (Plateforme Salome, Code_Aster, Code_Carmel, Comsol, Jmag, Gmsh…).

Des outils et des méthodologies d'optimisation sont également développés et sont appliqués aux systèmes électromécaniques. Les méthodologies d'optimisation proposées sont basées soit sur la construction de métamodèles des modèles EF pour accélérer la phase d'optimisation soit sur des méthodes à multi-granularité comme le Space Mapping.

Quelques résultats : 

Dans les travaux présentés dans [1] et initiés dans [2], le calcul des pertes joules dans les conducteurs d’une machine à rotor bobiné est présentée. La méthode proposée permet de mettre en évidence les effets de la disposition des conducteurs dans les encoches vis-à-vis des pertes par effet Joule, en particulier les pertes dites “AC”. 

Effect of winding distribution in stator slots on eddy current losses, Compumag 2019

[1] L. Benmamas, G. Krebs, R. Missoum, A. Lakab, C. Marchand, E. Santander, D. Maroteaux, Effect of winding distribution in stator slots on eddy current losses, Compumag 2019.
[2] Moustafa Al Eit, Application de la réduction du modèle dans les analyses par éléments finis pour l’optimisation du bobinage des machines électriques, thèse soutenue le 12/12/2016.

Comme indiqué ci-dessus, le développement et le maintien de codes de calculs par éléments finis est toujours en cours au sein du thème. Ces codes de calcul permettent de simuler par exemple les comportements magnétodynamique ou mécanique de machine électriques. L’exemple ci-dessous montre, un mode de déformation d’une machine à réluctance variable et la FFT de l’accélération d’un point extérieur du stator (vitesse de 1500 tr/min).

Application de la réduction du modèle dans les analyses par éléments finis pour l’optimisation du bobinage des machines électriques

Conception d’un récupérateur d’énergie linéaire [V. Bernard, 2019]

Optimisation : 

Exemple 1 : Conception optimale d’une machine électrique à flux axial. Thèse cifre Leroy Somer-Nidec, [P. Akiki, 2015-2018].

Conception optimale d’une machine électrique à flux axial

 

Exemple 2 : Approximation des pertes AC d’une inductance par un réseau de neurone, et utilisation de ce méta-modèle dans une méthodologie d’optimisation space mapping.

Thèse cifre Safran-Tech [G. Devos, 2019-2021].

Approximation des pertes AC d’une inductance par un réseau de neurone, et utilisation de ce méta-modèle dans une méthodologie d’optimisation space mapping

 

Page précédente : Actionnement Page suivante : Electronique de Puissance