Présentation projet Pré - requis en électromagnétisme

Présentation projet
Pré - requis en
électromagnétisme
Keller Vincent
licence EEA
PLAN

Introduction

Notion principales
d’électromagnétisme

Applications de circuits
magnétiques

Conclusion
I. Introduction
Ce projet consiste à résumer les principales notions de
l’électromagnétisme dans le but d’obtenir la meilleur
approche possible en l’électrotechnique.
C’est pourquoi nous allons parler des matériaux utilisés en
électrotechnique et de toutes les lois imposées par ces
matériaux.
La plupart des fonctions présentées ici nécessitent la
création ou l’utilisation de l’induction électromagnétique
B, or dans le vide ses valeurs ne permettent aucunes
applications industrielles, d’où la nécessité d’utiliser ces
matériaux ferromagnétiques.
II. Notion en électromagnétisme

Force de Laplace
avec
(Dans l’air vide)
On obtient le couple d’un moteur en appliquant cette loi agissant
sur les forces électromagnétiques.

Courbes de magnétisme

Br : Induction rémanente pour un champ nul (H=0)
Bsat : Induction de saturation, induction maximale qui peut être
atteinte
Hc : Champ coercitif, valeur du champ à créer pour annuler
l’induction dans le matériau.



Equations caractéristiques
Pertes par hystérésis: P = k.f.Bm²
Loi de Maxwell Ampère:
Conservation du flux:
C’est la formule d’ Ostrogradsky

Modélisation des matériaux
ferromagnétiques
La meilleur façon d’étudier théoriquement ces matériaux
est de les modéliser en deux grandes familles:
-les matériaux doux ( B=µH=µr.µ0.H)
-les matériaux durs (B=Bsat)
En réalité il faudrait utiliser des modélisations plus
complexes mais l’étude actuelle ne le permet pas sans l’aide de
logiciels appropriés.

Analogie entre circuits électriques et
magnétiques
Induction magnétique B
Densité de courant J
Flux de l’induction 
Courant I
Réluctance Rm
Résistance R
Champ magnétique H
Champ électrique E
d.d.p magnétique (circulation
de H ) Vm
d.d.p électrique (circulation
de E) V
Force électromotrice e
Force magnétomotrice 
III. Application de circuits
magnétiques
Circuits magnétiques parfaits
On introduit la notion de force magnétomotrice qui vaut : R = ni
Influence d’un entrefer
L’introduction de l’entrefer nécessite d’augmenter
considérablement la force magnétomotrice.
Dans la pratique plus µ est élevée meilleur est le circuit
qui nécessite peu d’Ampères-tours (donc peu de cuivre) pour la
magnétisation.
Circuits magnétiques avec fuites
Le modèle magnétique ci-dessus montre trois types de lignes de
force :
-celles de type 1 correspondant aux trajets se développant
entièrement dans le fer
-celles de type 2 : trajet traversant toutes les spires mais se
refermant dans l’air
-celles de type 3 : trajet qui ne traversent qu’une parties de spires
(c’est le flux de dispersion)
Modélisation des fuites
Une grande partie de l’électrotechnique est basée sur le
principe de l’interaction entre des bobinages fréquemment
couplés par des circuits magnétiques. Le couplage caractérise
la part des flux utiles par rapport aux flux produits.
Que ce soit en couplage parfait ou en couplage réel, on peut
modéliser les inductances mutuelles des deux bobinages.
Mais dans un coulage réel, ces inductances vont dépendre de
ces fuites.
Il existe deux types de modélisation en couplage réel:
- par fuites partielles
- par fuites totales
Exemple de modélisation par fuites partielles:
Supposons l’enroulement 1 seul alimenté : n1.i1 = Rt . m
Rt = R // Rf
L’inductance propre de l’enroulement 1 vaut donc :
L1= n1² / Rt = ( n1² / R ) + ( n1² / Rf )
Le terme ( n1² / Rf ) représente une inductance qui n’atteindra
l’enroulement 2. C’est l’inductance de fuites partielles de
l’enroulement 1 appelé l1.
L1 – l1 = n1² / R
De même pour l’enroulement 2 :
L2 – l2 = n2² / R
La modélisation par fuites partielles n’est pas très pratique, on
utilise donc le modèle par fuites totales qui consistent à donner la
totalité des fuites à un seul enroulement ce qui annule les fuites
de l’autre.
Exemple: on annule l’une des inductances de fuites partielles, l2
par exemple et l’autre devient l’inductance de fuites totales N1
Donc
M2 = ( L1 – N1 ) . L2
N1 = L1 – ( M² / L2 )
N.B: la méthode des fuites totales est plus adaptée à une étude
globale, alors que les fuites partielles sont plus proches de la
réalité et utilisées pour étudier le fonctionnement interne.
CONCLUSION
En conclusion, l’étude de l’électromagnétisme est
indispensable pour avoir l’approche nécessaires sur les
machines tournantes.
L’étude des circuits magnétiques, représentés en pratique par
les bobinages et autres parties magnétiques des moteurs,vont
ainsi nous permettre de déceler le moyen permettant aux
moteurs de tourner ou de comprendre les fuites dites
magnétiques par exemple.