Elaboration d`un modèle d`étude en régime dynamique d

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE MOULOUD MAMMERI DE TIZI-OUZOU
FACULTE DE GENIE ELECTRIQUE ET D’INFORMATIQUE
DEPARTEMENT D’ELECTROTECHNIQUE
MEMOIRE DE MAGISTER
En Electrotechnique
Option : Entraînements Electriques
Présenté par :
OUNNADI MOHAMMED
Ingénieur d’Etat en Electrotechnique de l’Université de Tizi-Ouzou
Thème
Elaboration d’un modèle d’étude en
régime dynamique d’une machine
à aimants permanents
Soutenu publiquement le 07 / 04 / 2011 devant le jury composé de :
M. Nacereddine BENAMROUCHE, Professeur, Université de Tizi-Ouzou Président
M. Mohand Tahar BELASSEL, Maître de Conférences A, Université de Tizi-Ouzou Rapporteur
M. Hassane MOHELLEBI, Professeur, Université de Tizi-Ouzou Examinateur
M. Salah HADDAD, Professeur, Université de Tizi-Ouzou Examinateur
M. Youcef BOUTORA, Maître de Conférences B, Université de Tizi-Ouzou Examinateur

REMERCIEMENTS

Remerciements
Le présent travail a été effectué sous la direction de monsieur Mohand Tahar
BELASSEL, Maître de Conférences à l’université de Tizi-Ouzou. Je tiens à lui
exprimer ma reconnaissance pour la confiance qu’il m’a accordée et pour l’intérêt
qu’il a constamment porté à ce travail, ainsi que pour ses conseils, ses
encouragements et sa gentillesse.
Je tiens tous particulièrement à exprimer mes sincères remerciements à
monsieur Youcef BOUTORA, Maître de Conférences à l’Université de Tizi-Ouzou,
pour la confiance qu’il m’a prodigué en proposant et en dirigeant ce travail. Je tiens
également à le remercier pour ses qualités humaines et scientifiques exceptionnelles.
Ses encouragements, ses orientations et pour l’aide qu’il m’a apporté pour mener à
terme ce travail.
Je suis très sensible à l’honneur que m’a fait monsieur Nacereddine
BENAMROUCHE, Professeur à l’université de Tizi-Ouzou, en acceptant de présider
la commission d’examen de ce mémoire.
Que monsieur Hassane MOHELLEBI, Professeur à l’université de
Tizi-Ouzou, soit assuré de ma reconnaissance pour avoir bien voulu examiner ce
travail.
Mes remerciements s’adressent aussi à monsieur Salah HADDAD, Professeur
à l’université de Tizi-Ouzou, pour avoir accepté de faire partie du jury.
Je voudrais aussi remercier du fond du cœur mes parents ainsi que mes frères
pour m'avoir toujours soutenu et encourager dans mes études. Que ce mémoire soit
pour vous une preuve de ma plus profonde et sincère reconnaissance.
Enfin, je ne saurais exprimer en quelques mots tout ce que je dois à ma femme
Rachida, pour le soutien et les encouragements constants qu’elle m’a apporté tout au
long de ce travail.
M. OUNNADI

SOMMAIRE

SOMMAIRE
Introduction générale ....................................................................... .......................................... 1
Chapitre I :
Généralités sur les machines à aimants permanents
I. 1. Introduction ........................................................................................................................... 4
I. 2. Les aimants permanents et leurs caractéristiques ................................................................. 4
I. 3. Les machines à aimants permanents ..................................................................................... 6
I. 4. Alimentation des machines électriques à aimants permanents ............................................. 7
I. 4. 1. Les moteurs BDCM .............................................................................................. 7
I. 4. 2. Les PMSM ............................................................................................................ 9
I. 5. Différents types de machines à Aimants ............................................................................... 9
I. 5. 1. Moteur à rotor intérieur ......................................................................................... 10
I. 5. 2. Moteur à rotor extérieur ........................................................................................ 10
I. 5. 3. Moteur à entrefer axial .......................................................................................... 11
I. 6. Les rotors des machines à aimants permanents .................................................................... 12
I. 6. 1. Aimants en surface ................................................................................................ 12
I. 6. 2. Aimants insérés ..................................................................................................... 13
I. 6. 3. Aimants enterrés .................................................................................................... 14
I. 6. 4. Aimants à concentration de flux ....................................................................................... 14
I. 7. Conclusion ............................................................................................................................ 14
Chapitre II :
Présentation de la méthode des éléments finis
II. 1. Introduction ......................................................................................................................... 15
II. 2. Présentation de la méthode des éléments finis .................................................................... 16
II. 3. Principe de la méthode des éléments finis ........................................................................... 16
II. 4. Formulations des équations d’électromagnétique ............................................................... 17
II. 5. Equation de continuité ......................................................................................................... 19
II. 6. Formulation du problème électromagnétique ...................................................................... 19
II. 7. Conditions aux limites ......................................................................................................... 21
II. 8. Conditions de transmission .................................................................................................. 22
II. 9. Discrétisation et approximation ........................................................................................... 23
II. 10. Formulation intégrale ........................................................................................................ 25
II. 11. Les techniques de prise en compte du mouvement ........................................................... 28
II. 11. 1. Le macro-élément .............................................................................................. 28
II. 11. 2. Ligne de glissement .......................................................................................... 29
II. 11. 3. La méthode du double entrefer .......................................................................... 30
II. 11. 4. La continuité par des multiplicateurs de Lagrange ............................................ 30
II. 11. 5. La bande de mouvement .................................................................................... 31
II. 12. Conclusion ......................................................................................................................... 33