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Circuits magnétiques - PrincipesArticle de référence | Réf : D1051 v1
Auteur(s) : Marcel JUFER
Date de publication : 10 août 2010
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En pratique, le choix des dimensions d'un transducteur ou d'une machine électrique est une opération de synthèse des aspects techniques et économiques. Les données sont à la fois de nature électrique (tension, fréquence, etc.) et mécanique (puissance, couple, force).
La détermination des grandeurs géométriques des circuits magnétiques et électriques est caractérisée par les contraintes suivantes :
pour les circuits ferromagnétiques, il s'agit de travailler au voisinage du coude de saturation, entre 1 et 1,9 T selon la longueur des domaines considérés ;
pour les circuits électriques, il s'agit de ne pas dépasser certaines valeurs de la densité de courant, afin de maintenir un échauffement compatible avec la tenue thermique des isolants ; la densité de courant acceptable est comprise pratiquement entre 3 et 6 A/mm2, selon les dimensions et le mode de réfrigération. Ces valeurs correspondent à une alimentation permanente.
De façon générale, le dimensionnement fait appel à une démarche itérative. En cours de calcul, il est nécessaire de supposer certaines grandeurs telles que les chutes de potentiel, les flux de fuite ou la perméabilité. Ces grandeurs ne peuvent être vérifiées que dans un stade ultérieur, ce qui peut nécessiter une correction en cas d'hypothèse erronée.
Dans le cas d'un système réluctant, on adopte un certain niveau d'induction dans la zone active. Cela permet de déterminer la surface active en partant de la force ou du couple imposé. On en déduit, ensuite, le potentiel magnétique en supposant les chutes de potentiel dans le fer. On détermine ainsi la section des bobinages, en partant d'une densité de courant. Il est alors possible de définir le circuit magnétique par des contraintes d'induction ou mécaniques. On peut vérifier à ce stade les chutes de potentiel dans le fer et corriger si nécessaire.
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Soit un électroaimant de type cylindrique, ouvert, qui doit exercer une force d'attraction F = 100 N pour un entrefer minimal...
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(1) - SABONNADIÈRE (J.C.), COULOMB (J.L.) - Éléments finis et CAO. - Éd. Hermès, Paris (1986).
(2) - JUFER (M.) - Électromécanique, Traité d'électricité. - Presses polytechniques et universitaires romandes, vol. IX, Lausanne (1995).
(3) - WOODSON (H.), MELCHER (J.) - Electromechanical dynamics. - KRIEGER (R.E.) publishing Co, Malagar FI (1985).
(4) - SCHÜLER (K.), BRINKMANN (K.) - Dauermagnete – Werkstoff und Anwendung. - Springer Verlag, Berlin (1970).
(5) - MOULLIN (E.B.) - The principles of Electromagnetism. - 2nd edition, Clarendon Press, Oxford (1950).
(6) - KUERT (C.M.) - Modélisation de moteurs pas à pas hybrides. - Thèse EPFL no 2323, Lausanne (2000).
...
Circuits magnétiques – Principes.
Calcul des champs électromagnétiques.
Circuits http://www.5spice.com/download.htm http://www.next.gr/software/circuit-analysis
Éléments finis (Flux 2D-3D) http://www.cedrat.com/fileadmin/user_upload/cedrat_groupe/Software_solutions/flux:flux-fr.pdf
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Conférences IMACS http://www.mssanz.org.au/modsim09 http://www.imacs.polytechnique.fr http://www.lmpa.univ-littoral.fr/IMACS09
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