Calcul des performances de la machine synchrone à aimants permanents

Abstract

Le modèle analytique qui est présenté, fait appel à la théorie du champ bidimensionnelle en coordonnées polaires pour déterminer la distribution de l'induction, la force électromotrice, le couple électromagnétique et le couple de détente dans l'entrefer encoché des moteurs synchrone à aimants permanents où les barres d'aimant débouchent sur la surface rotorique. L'effet des encoches est présenté en modulant la distribution du champ magnétique dans le stator par la perméance relative. La validité du modèle développé est vérifiée en comparant les résultats obtenus à ceux issus d'un calcul par éléments finis. L'objectif de notre mémoire est d'étudier les performances de la machine synchrone à aimants permanents montés sur la surface rotorique pour différents types d'aimantation classiques. Dans le premier chapitre, on s'intéresse à l'étude générale des machines synchrones à aimants permanents conçues avec différents types des matériaux disponibles. On énumère les structures les plus connues ainsi que leurs différents types d'alimentations. L'innovation de ces machines est examinée en mettant en relief les principaux obstacles à surmonter. La modélisation du type de machine étudiée est entamée, dans le deuxième chapitre de notre étude, en faisant appel aux équations de Maxwell qui gouvernent tous les phénomènes électromagnétiques. Les hypothèses, concordantes avec l'objectif visé, sont adoptées afin de simplifier nos calculs. Ainsi, le stator de la machine est supposé lisse. Les performances sont déterminées analytiquement et aussi numériquement en utilisant un code de calcul basé sur les éléments finis et appelé FEMM. Le troisième et dernier chapitre de notre mémoire ne diffère pas particulièrement du précédent. La machine, au niveau de ce chapitre est étudiée en adoptant globalement les mêmes hypothèses qu'au deuxième chapitre, mais en considérant la géométrie réelle. La modélisation est effectuée en utilisant une transformation dite << transformation conforme >>. Cette dernière nous permet de calculer le couple dû à l'interaction entre les dentures statoriques et les aimants. Ce couple est désigné en général par le terme de << couple de détente >>.