Couplage de la méthode des éléments finis avec la méthode PEEC : application à la modélisation de dispositifs électromagnétiques comprenant de systèmes de conducteurs complexes

par Thanh Son Tran

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Gérard Meunier.

Soutenue en 2008

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

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  • Résumé

    La méthode PEEC a montré d'excellentes performances à modéliser les structures d'électronique de puissance, par comparaison à la méthode des éléments finis. La raison en est sa bonne capacité à prendre en compte les géométries 3D de conducteurs complexes, comme dans les redresseurs forte puissance ou les onduleurs pour la traction. Cependant, le besoin de compacité des structures a conduit à faire cohabiter les parties magnétiques proches des circuits de puissance, ce qui rend plus difficile la qualification des performances CEM des dispositifs. La méthode PEEC ne permet pas facilement une prise en compte des parties magnétiques, contrairement à la méthode des éléments finis. De ce fait, afin de bénéficier des avantages de chacune d'elles, un couplage des deux méthodes est proposé. Ce dernier est moins coûteux en temps calcul et en place mémoire que la méthode des éléments finis pure, tout en garantissant une meilleure précision. Le couplage a été validé sur des dispositifs simples incluant des conducteurs massifs et appliqué à un variateur de vitesse industriel pour lequel des améliorations ont été proposées. Ce travail ouvre des perspectives pour la conception des dispositifs complets d'électronique de puissance.


  • Résumé

    The PEEC method showed excellent performances in modelling power electronic structures to bring comparison with the finite element method because it can take into account 3D geometry of complex conductors for instance in rectifiers and inverters. However, needing a compact structure led to cohabit magnetic parts close to power circuits. The cohabitation makes CEM performance qualification of devices more difficult. Unlike the finite element method, the PEEC method can not solve problems having magnetic materials easily. Due to that, to make use the advantages of each one, a coupling of the two methods is proposed. In term of calculation time and memory space, the latter is less costly than the finite element method. The coupling was validated on a simple devices including solid conductors and applied on a motor drive within some ameliorations were proposed. This thesis leads to perspectives for the design of power electronic devices.

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  • Cote : TS08/GRE1/0202/D
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