Les systèmes de refroidissement

Table des matières

Introduction générale
1.Conception des machines synchrones à aimants permanents
1.1 Introduction
1.2 Les machines synchrones à aimants permanents
1.3 La conception d’une MSAP
1.3.1 Modèle magnétique
1.3.2 Modèle électrique
1.3.3 Modèle mécanique
1.4 Les effets de la chaleur et les causes de défaillance
1.5 Les systèmes de refroidissement
1.3 Les pertes dans la machine
1.3.1 Les pertes Joule
1.3.2 Les pertes magnétiques
1.3.3 Pertes mécaniques
1.4 Conclusion
2.Phénomènes thermiques
2.1 Introduction
2.2 Conduction
2.2.1 Les échanges par conduction au sein des machines électriques
2.3 Convection
2.3.1 Les échanges par convection au sein des machines électriques
2.3.2 Évaluation de la convection par CFD (Computational Fluid Dynamics)
2.3.3 Couche limite aérodynamique
2.3.4 Couche limite thermique
2.3.5 Écoulement laminaire & turbulent
2.3.6 Nombres adimensionnels
2.3.7 Convection naturelle et forcée
2.4 Les corrélations
2.4.1 Convection de la carcasse vers le milieu
2.4.2 Convection au niveau de l’entrefer
2.4.3 Convection au voisinage des têtes de bobines
2.4.3 Autres corrélations
2.5 Radiation
2.5.1 Les échanges radiatifs au sein des moteurs électriques
2.6 Équation de conduction de la Chaleur
2.6.1 Les conditions limites
2.7 Conclusion
3.Modélisation thermique des MSAPs
3.1 Introduction
3.2 Modélisation circuit thermique
3.3 Résistances thermiques
3.3.1 Résistance de conduction
3.3.2 Résistance de contact
3.3.3 Résistance de convection et ventilation
3.3.4 Résistance de structure mécanique
3.4 Capacitance thermique
3.5 Source de chaleur
3.6 Résolution mathématique
3.2.2 Le terme transitoire
3.3.1 Échange radiatif
3.3.2 Algorithme de résolution
3.7 Modèle dans la littérature
3.8 Circuit thermique général pour MSAPs
3.8.1 La couche générique
3.8.2 Première et dernière couche
3.8.3 Coefficient correcteur de la génération de chaleur
3.9 Conclusion
4 Modélisation thermique complète
1 Introduction
4.2 Description du banc d’essai
4.2.2 Les capteurs de température
4.2 Modélisation simplifiée du régime transitoire
4.3 Essais expérimentaux
4.4 Validation du modèle thermique
4.4.1 Résultats
4.5 Analyse de différentes stratégies de refroidissement
4.6 Analyse de différentes variations topologiques et l’effet des paramètres thermiques critiques
4.6.1 Machine à rotor externe
4.6.2 Discussion
4.7 Processus d’optimisation
4.8 Possibilité et critique du modèle
4.9 Conclusion
5.Modélisation thermique des bobinages
5.1 Introduction
5.2 Modélisation des bobinages
5.1.1 Conductivité thermique équivalente déterminée expérimentalement
5.1.2 Conductivité thermique équivalente déterminé Analytiquement
5.1.3 Modèle en couches
5.3 Modèle à résistances thermiques combinées
5.3.1 Méthode de remplissage de l’encoche
5.2.2 Réseaux de résistances thermiques
5.2.3 Construction mathématique
5.2.4 Validation et résultat
5.2.5 Application à un modèle d’encoche
5.3 Conclusion
Conclusion générale
Bibliographies
Annexe 1 – Électromagnétisme et équations de Maxwell
A1.1 Rappel mathématique
A1.2 Électromagnétisme et équations de Maxwell
A1.3 Définition des propriétés
A1.4 Analyse magnétostatique
A1.5 Analyse transitoire magnétique
A1.6 Analyse magnétodynamique harmonique
Bibliographie Annexe 1
Annexe 2 – Conductibilité thermique anisotropique
Annexe 3 – Méthode pour corrélation de convection
A3.1 Approche empirique
Annexe 4 – Corrélation non spécifiques
A4.1 Cylindre dans un écoulement perpendiculaire
A4.2 Cylindre tournant dans un fluide infini au repos (corrélation valide pour l’air)
A4.3 Cylindre tournant dans un écoulement perpendiculaire
A4.4 Cylindre horizontal dans un fluide infini au repos
A4.5 Plaque Verticale en convection naturelle
A4.6 Plaque horizontale chauffée en convection naturelle
A4.7 Plaque en convection forcée dans un écoulement parallèle
A4.8 Convection à la surface d’un disque tournant
A4.9 Convection forcée en canal rotorique axial
Annexe 5 – Coefficient de correction de la génération de chaleur
A5.1 Localisation des résistance de contact
A5.1 Localisation des résistances de convection
A5.1 Coefficient de correction de la génération de chaleur
Annexe 6 – Donnéés géométriqués du banc d’éssai
Annexe 7 – Conductibilité thermique équivalente des bobinages
Annexe 8 – Résultats du modèlé d’éncoché