Optimisation de machines à réluctance variable à stator lisse

Abstract

Dans le cadre de notre travail, nous nous sommes intéressé à celles possédant dents au rotor. Leur vitesse synchrone est reliée à la pulsation des courants statoriques par la relation. Après un rappel des équations fondamentales de l'électromagnétisme et de leurs formulations en potentiels vecteur, nous présentons dans le premier chapitre la méthode intégrale de frontière (M.I.F) basée sur l'identité de Green, que nous utilisons pour résoudre les équations du champ et en déduire les performances de la machine étudiée. Nous abordons au chapitre II la modélisation de la machine lors de son démarrage, en considérant que les variations de vitesse sont négligeables devant celles des phénomènes électromagnétiques par suite de l'inertie rotorique. Nous nous limitons au fondamental de la densité superficielle du courant à la surface statorique et nous exprimons les grandeurs externes de la machine (courant, flux, couple...) en fonction des réactances directe et en quadrature. Dans le chapitre III, nous calculons les performances de la machine à rotor lisse par M.I.F, et nous nous intéressons particulièrement à l'optimisation de l'ouverture de la dent rotorique et du couple d'accrochage de la machine. Nous montrons qu'il est nécessaire, même pour la machine optimisée, d'améliorer ce couple en usinant des rainures longitudinales dans le rotor. Celles ci ne réduisent pratiquement pas la résistance mécanique de la machine, mais modifient considérablement le trajet des lignes de champ et des courants induits dans le rotor. Cette machine rainurée est calculée au chapitre IV en utilisant une méthode intégrale de frontière, et nous nous intéressons à l'optimisation du nombre ainsi que des dimensions des rainures conduisant au couple d'accrochage le plus grand. L'étude expérimentale effectuée sur 2 rotors, l'un lisse et l'autre rainuré, est présentée au chapitre V; elle nous permet de vérifier la validité du modèle théorique.