Développement de méthodes intégrales de volume en électromagnétisme basse fréquence. Prise en compte des matériaux magnétiques et des régions minces conductrices dans la méthode PEEC

Development of volume integral methods in low - frequency electromagnetics.Taken into account magnetic materials and thin conductive regions in the PEEC method

• Auteur / Autrice : Tung Le Duc
• Direction : Gérard Meunier, Olivier Chadebec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
• Date : Soutenance le 28/09/2011
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Mouloud Feliachi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Meunier, Olivier Chadebec, Jean-Michel Guichon, Guy Saez, Alain Lacarnoy, Pierre eymard Biron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Krahenbuhl, Lionel Pichon, Eduardo Bonelli

Mots clés

Mots clés libres

Méthode PEEC

Méthode intégrale

Couplage

PEEC method

Integral méthod

Coupling

Résumé

Cette thèse concerne l'étude des dispositifs d'électronique de puissance du point de vue de la modélisation. Ces derniers sont souvent constitués de conducteurs ayant des dimensions géométriques très hétérogènes (plaque à épaisseur faible devant la largeur et/ou la longueur par exemple) dont la modélisation est difficile. Les méthodes d'interactions proches, comme celle des éléments finis, sont mal adaptés car elle nécessite la discrétisation de la région air (maillage). Pour cette raison, les travaux ont été orientés vers l'utilisation et le développement des méthodes intégrales : méthode PEEC, méthode des moments magnétiques, méthode intégrale de volume, ces dernières étant particulièrement bien adaptées au calcul des interactions à distance... Les applications visées sont la modélisation de systèmes de conducteurs complexes associés à des masses ferromagnétiques (noyaux inductances par exemple) et à des blindages (carcasses d'armoires électriques par exemple). Ce type de structure se retrouve largement dans le domaine de l'électronique de puissance. Plusieurs formulations intégrales ont été proposées permettant la prise en compte des régions volumiques magnétiques et des régions minces conductrices et/ou magnétiques au sein de la méthode PEEC.

This thesis concerns the study of power electronic device modelling. These devices are often composed of conductors with heterogeneous geometric dimensions (plate where the thickness is much smaller than its width and / or length, for example) whose modelling is difficult. Because of the inadequacy of finis methods (finite element method, finite volume method) with these structures, the work has been directed to the integral method (PEEC method, magnetic moment method). This work consists in the introduction of magnetic and conductive regions in the PEEC method. Target applications are the modeling of complex conductors systems associated with ferromagnetic masses (e.g., core inductors) and shielding (casings of electrical cabinets, for example). This type of structure is widely found in the field of power electronics. In order to provide a complet modeling tools, many types of regions were processed: volume regions, thin regions and conductive and/or magnetic regions, with any skin thickness. Although not all types of regions have been treated and coupled with PEEC method, a lot of formulations have been implemented.