Etude, expérimentation et modélisation de structures hybrides innovantes Tournantes et linéaires - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1994

Study, experimentation and modelisation of linear and rotating new hybrid structures

Etude, expérimentation et modélisation de structures hybrides innovantes Tournantes et linéaires

Résumé

The innovative devices studied in this thesis are characterized by the following principles: - These are synchronous machines with hybrid excitation field created by permanent magnets located on the same set as the armature winding. - So the other part is passive. - The change in the flow of induction through the armature windings is obtained by switching the flow of permanent magnets with pole pieces on the passive part. Two other features are used whenever as possible : - the global coil, consisting of a simple solenoid with an excellent winding coefficient and easy to made. - Single-phase operation possible through a proper pre-positioning on stop. Among our achievements using these principles, we can distinguish the features of linear and rotating machines. The linear actuators are modular, have a rail entirely passive and can be economical. Self control can be either with or without electronic sensor, or electromechanical. Rotating machines have specific characteristics. They may for example be very fast (> 50,000 rpm) or miniature (diameter <10mm). Analytical and numerical modeling had permitted a good understanding of the principle of these structures and their design. We have developed a rapid method for modeling our structures by a mix of an analytical and numerical calculation by finite element in nonlinear regime. Experiments have demonstrated interesting results versus the simplicity of the machines.
Les dispositifs innovants étudiés dans cette thèse se caractérisent par les principes communs suivant : - ce sont des machines synchrones hybrides dont le champ d'excitation est créé par des aimants permanents situés sur le même ensemble que le bobinage induit. - donc l'autre partie est passive. - La variation du flux d'induction à travers les bobinages induits est obtenue par commutation du flux des aimants permanents à l'aide des pièces polaires de la partie passive. Deux autres caractéristiques sont utilisée chaque fois que possible : - Bobinage induit global, c'est-à-dire pouvant enlacer plusieurs pôles, constitué d'un simple solénoïde permettant un excellent coefficient de bobinage et une grande facilité de réalisation et de montage. - Fonctionnement possible en monophasé grâce à un pré-positionnement adéquat à l'arrêt. Parmi nos réalisations utilisant ces principes, nous pouvons distinguer les dispositifs de machines tournantes et linéaires. Les actionneurs linéaires sont modulaires, possèdent un rail entièrement passif et peuvent être économiques. L'auto pilotage peut être soit électronique avec ou sans capteur, soit électromécanique. Les machines tournantes possèdent des caractéristiques spécifiques. Elles peuvent être par exemple très rapides (> 50.000 tr/mn) ou miniatures (diamètre <10mm). Des modélisations analytiques et numériques ont permis une bonne compréhension du principe de ces structures et de leur conception. Nous avons mis au point une méthode rapide de modélisation de nos structures associant le calcul analytique et numérique par éléments finis en régime non linéaire. Les expérimentations ont montré des résultats intéressant compte tenue de la simplicité des machines.
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Dates et versions

tel-00599564 , version 1 (10-06-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00599564 , version 1

Citer

Laurent Prevond. Etude, expérimentation et modélisation de structures hybrides innovantes Tournantes et linéaires. Sciences de l'ingénieur [physics]. Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 1994. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00599564⟩
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