Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La conception assistée par ordinateur (CAO) et son développement fulgurant ont permis l’amélioration des méthodes de travail des ingénieurs électrotechniques .De plus, la compétitivité qu’ils subissent face aux appels d’offres réclame rapidité et efficacité. Les nouvelles technologies à moindre coût se répandent ainsi dans les services de calculs électriques et mécaniques, et permettent d’apporter confort et performance. A l’aide d’exemples, cet article mentionne le dimensionnement des machines synchrones par CAO (leur équipement, structure et optimisation) et la détermination des champs électromagnétiques (à travers des généralités, la méthode des éléments finis, le calcul de la coupe transversale d’une machine, etc.).
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Computer assisted design (CAD) and its extremely rapid development have allowed for the improvement of the working methods of electrotechnical engineers. Furthermore, the competitiveness they have to address requires rapidity and efficiency. New, low-cost technologies are increasingly used in departments of electrical and mechanical calculations and bring comfort as well as performances. Using examples, this article outlines the dimensioning of synchronous machines by CAD (their equipment, structure and optimization) as well as the determination of electromagnetic fields (through generalities, the finite elements method, the calculation of the cross-section of a machine, etc.).
Auteur(s)
-
Thierry LECOMTE : Ingénieur de l'École supérieure d'électricité - Ingénieur d'études électriques turboalternateurs à la société ALSTOM Power
INTRODUCTION
Il y a quelques décennies, l'élaboration d'un projet de machine synchrone était une entreprise de longue haleine, occupant les ingénieurs des bureaux d'études électriques et mécaniques pendant de nombreux mois. L'utilisation de moyens de calcul étriqués et d'abaques résumant l'expérience acquise constituait un frein important à l'évolution des techniques et à l'innovation.
Depuis, la formidable évolution de l'informatique et le développement de la conception assistée par ordinateur (CAO) n'ont cessé de bouleverser les méthodes de travail des ingénieurs électrotechniciens. Face à l'âpreté de la concurrence, les ingénieurs doivent répondre très rapidement à de nombreux appels d'offres, développer de nouvelles technologies plus efficaces pour un coût moindre et fournir des documents techniques élaborés dans une présentation soignée. Ce souci de compétitivité conduit les constructeurs à doter leurs bureaux d'études de moyens sans cesse perfectionnés. Naguère centralisés, les moyens informatiques se répandent dans les services de calculs électriques et mécaniques, apportant un meilleur confort et des performances accrues, gages de compétitivité.
Par le truchement d'exemples relatifs au dimensionnement (§ 1) et à la détermination des champs électromagnétiques (§ 2) des machines synchrones, nous nous proposons d'exposer une manière de concevoir des programmes de calculs sophistiqués, évolutifs et performants.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 2 de juin 1994 par Thierry LECOMTE
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Détermination des champs électromagnétiques1. Dimensionnement des machines synchrones
Pour un constructeur de machines électriques, la nécessité de posséder des programmes de dimensionnement performants et automatisés n'est plus à démontrer. L'élaboration de tels programmes n'est pas une mince affaire ; elle est très coûteuse en heures d'ingénieurs et de programmeurs. De plus, ces programmes doivent être suffisamment malléables pour permettre toute modification ultérieure rendue nécessaire par un changement de technologie ou de matériel informatique. Notre propos n'est donc pas de développer les méthodes de calcul des machines synchrones, mais de montrer comment insérer leur formulation dans un environnement informatisé, modulaire et évolutif.
1.1 Équipement informatique
Un poste de CAO comporte principalement une unité centrale, un écran, un clavier et une souris. Indispensables dans le passé pour faire tourner certains logiciels gourmands en mémoire et en puissance de calcul, les volumineuses et onéreuses stations de travail sous Unix sont à présent de plus en plus remplacées par des micro-ordinateurs (dénommés communément PC) en réseau. Les avantages de cette solution sont nombreux :
-
facilité d'utilisation, formation nécessaire réduite ;
-
poste de travail multifonctions, adapté aux calculs et à la bureautique ;
-
ordinateur portable pour les ingénieurs itinérants ;
-
coût du matériel très inférieur.
Une petite imprimante...
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Dimensionnement des machines synchrones
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RYCKELYNCK (D.), HERMANNS (L.), CHINESTA (F.), ALARCON (E.) - An efficient « a priori » model reduction for boundary element models (Une méthode de réduction efficace pour les modèles à éléments de frontière). - Engineering analysis with boundary elements, vol. 29, no 8, p. 796 à 801 (2005).
-
(2) - MIYATA (K.), MAKI (K.) - Air-gap remeshing technique for rotating machines in 3D finite element modeling (Technique de remaillage de l'entrefer pour la modélisation des machines tournantes par les éléments finis tridimensionnels). - IEEE Transactions on Magnetics, vol. 36, no 4, p. 1492 à 5 (2000).
-
(3) - MAYERGO (I.D.), D'ANGELO (J.) - A new point of view on the mathematical structure of Maxwell's equations (Un nouveau point de vue sur la structure mathématique des équations de Maxwell). - IEEE Transactions on Magnetics, vol. 29, no 2, p. 1315 à 20 (1993).
-
(4) - IMHOFF (J.F.), MEUNIER (G.), BRUNOTTE (X.), SABONNADIÈRE (J.C.) - An original solution for unbounded electromagnetic 2D- and 3D- problems throughout the finite element method (Une solution originale aux problèmes électromagnétiques bi- et tridimensionnels non bornés par la méthode des éléments finis). - IEEE Transactions on Magnetics,...
ANNEXES
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Commission électrotechnique internationale
* - CEI 34-4 1985Machines électriques tournantes – Partie 4 : Méthodes pour la détermination à partir d'essais des grandeurs des machines synchrones.
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