Contribution a la modelisation de toles ferromagnetiques par impedance de surface et elements finis application au calcul des puissances du chauffage par induction

par FOUAD AZZOUZ

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de MOULOUD FELIACHI.

Soutenue en 2000

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Le chauffage par induction de materiaux ferromagnetiques en couches minces (toles) necessite l'emploi de frequences elevees ; ce qui complique aussi bien la modelisation des systemes que les mesures electromagnetiques ou thermiques. Les modeles physiques et mathematiques bases sur les equations de maxwell restent toujours d'actualite et le recours aux methodes numeriques est indispensable. La methode des elements finis (mef) a ete choisie comme outil de base de resolution et son couplage a une impedance de surface en non-lineaire permet de prendre en compte l'effet de peau. Des outils elements finis ont ainsi ete developpes dans le cadre de cette these sous environnement matlab en 1d, 2d, axisymetrie et en 3d, utilisant les elements nodaux, d'aretes et les elements mixtes. La validation des outils en 2d a ete effectuee par comparaison avec des calculs obtenus au sein de notre laboratoire en utilisant le logiciel fluxexpert, et avec des donnees experimentales. La validation des outils en 3d a ete effectuee par comparaison avec des mesures et des solutions de problemes proposees par la communaute scientifique internationale (ieee team workshops, ieej workshop) en magnetostatique et en magnetodynamique. D'autre part, nous avons propose une definition d'impedance de surface non-lineaire. Cette definition est obtenue a partir de l'energie electromagnetique et d'une identification en 1d utilisant une formulation en champ magnetique h. L'application de ce modele en 2d, utilisant une formulation en potentiel vecteur magnetique a a un cas reel (dispositif d'edf de chauffage par induction a inducteur monospire) a donne des resultats tres satisfaisants avec un faible cout tant en place memoire qu'en temps de calcul sur micro-ordinateur. Le modele a ensuite ete applique avec succes a un cas 3d, utilisant la formulation av-a, v etant le potentiel scalaire electrique. En vue d'un couplage du probleme electromagnetique avec le probleme thermique, nous avons etendu la definition de l'impedance de surface a la prise en compte des effets de la temperature.


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Informations

  • Détails : 118 p.
  • Annexes : 109 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 00 NANT 2107
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