Modélisation par éléments finis de circuits

Modélisation par éléments finis de
circuits magnétiques non linéaires
alimentés par de
l’électronique de puissance
Patrick Dular, Dr. Ir., Chercheur qualifié F.N.R.S.
Dept. of Electrical Engineering - University of Liège - Belgium
[email protected]
Circuits avec
commutateurs
électroniques
Modèles
éléments finis
Couplage
1

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Problèmes physiques couplés
dans les systèmes électromagnétiques
Développement d’un environnement logiciel de
modélisation de problèmes couplés
•Couplage avec circuits électriques et électroniques
e.g., avec alimentation d’électronique de puissance
•Couplage mécanique
calcul de force
magnétostriction, piézoélectricité
bruit et vibrations
•Couplage thermique
pertes thermiques (balance entre pertes et refroidissement)
chauffage par induction
Caractérisation des propriétés matérielles
•non linéarités, anisotropies, hystérésis

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Modélisation numérique (1)
Modèles physiques
•magnétostatique, magnétodynamique
•électrostatique, électrodynamique
•électrocinétique
•propagation électromagnétique
•circuits électriques et électroniques à éléments localisés
•problèmes mécaniques, mouvement de parties rigides, élasticité
•vibrations et bruit, acoustique
•problèmes thermiques
Méthodes numériques
•méthode des éléments finis
•méthodes intégrales
•méthode des éléments frontière

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Modélisation numérique (2)
Modèles géométriques
•1D
•2D, plan et axisymétrique
•3D
Régimes temporels
•régime statique
•domaine fréquentiel: régimes harmonique et multi-harmonique
•domaine temporel: régime transitoire, schémas d’intégration temporel
divers
Modèles de matériaux
•matériaux non-linéaires et anisotropiques
•modèles d’hystérésis

Equations de Maxwell
curl h= j+∂td
curl e= – ∂tb
div b= 0
div d= ρ
b= µh
j= σe
d= εe
Relations constitutives
Equations Conditions limites Conditions globales
pour couplage circuit
n × h⏐Γh = 0 , n ⋅ b⏐Γe = 0
Inducteur
Tension Courant
i
Vd
i=⋅
∫
γle it Ids)(
i
j=∂+⋅
∫
Γdjn
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