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Theses Year : 1998

Automatisation de bancs de caractérisation 2D des tôles magnétiques, Influence des formes d'onde sur les mécanismes d'aimantation

Abstract

The aim of this dissertation is the study of soft magnetic materials under arbitrary vector 2D excitation, turning into the sheet plane. Such conditions appear, for example, inside rotating electric machines or inside three-phase transformers. Previous work has used simplified flux density paths, such as circles or ellipsis covered at constant angular speed, that cannot completely describe the materials'behaviour. The first part of this work was accomplished by the élaboration of a complète 2D magnetic characterisation device. The two RSST of LEG received a computerised driving System (CDS), which clearly improved the measurements accuracy and stability and enlarged the frequency domain. The CDS digital waveform control part allowed for the first time the obtention of complex flux density paths. Finally, the measurement System was completely automated. Thanks to the CDS, the investigation of some soft magnetic materials, such as NiFe, CoFe and NO SiFe, was realised. - First, thèse three materials were characterised under circular flux. The magnetic behaviour was studied with respect to flux and frequency level and also the réversible behaviour, in order to get an anisotropy image. The complète atypical losses évolution could be seen in this manner in the case of NiFe, and a prédiction model was validated. The vector law B(H) was also analysed and a model for the field strength évolution was attempted. - Then this study was enlarged to waveforms observed inside a three-phase induction motor. A2D losses estimation was tested. Finally, the importance of the derivative of the flux density vector with respect to time was highlighted on the magnetic behaviour and the magnetic losses development.
Le travail de notre thèse porte sur le comportement des matériaux magnétiques doux soumis à des variations 2D quelconques du vecteur induction magnétique dans le plan de la tôle. De telles conditions apparaissent par exemple dans les machines électriques tournantes ou les transformateurs triphasés. Les travaux précédents ont été limités à des inductions de formes simples (cercles ou ellipses parcourues à vitesse angulaire constante), qui ne permettent pas de décrire de manière complète le comportement des matériaux. Dans un premier temps nous avons dû élaborer un outil de caractérisation magnétique complète en 2D. Nous avons équipé les deux RSST du LEG d'un système de pilotage informatisé. La précision et la stabilité des mesures ont été nettement améliorées, tout en élargissant l'intervalle des fréquences. Son asservissement numérique a permis l'obtention pour la première fois de formes d'onde 2D complexes de l'induction. Finalement le banc de mesures a été entièrement automatisé. Par la suite cet outil nous a permis l'étude de plusieurs matériaux magnétiques doux, tels que le FeNi, le FeCo et le FeSi NO. - D'abord ces trois matériaux ont été soumis à des inductions circulaires. Nous avons étudié le comportement en fonction du niveau de l'induction et de la fréquence et le comportement réversible, qui permet la mise en évidence de Panisotropie. Le FeNi a permis d'obtenir la courbe complète et atypique des pertes en fonction du niveau d'induction en champ tournant et de valider un modèle de prédiction de celles-ci. Le comportement vectoriel de la loi B(H) dans ce matériau a été également analysé et une tentative de modélisation de l'évolution du champ magnétique a été proposée. - Ensuite nous avons étendu notre étude aux formes d'onde observées dans un moteur asynchrone triphasé. Nous avons testé une méthode de calcul approchée pour les pertes 2D. Finalement, nous avons mis en évidence l'importance de la dérivé temporelle du vecteur induction sur le comportement magnétique et les pertes.

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Electric power
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Dates and versions

tel-00824201 , version 1 (21-05-2013)

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  • HAL Id : tel-00824201 , version 1

Cite

Sorin Aurel Spornic. Automatisation de bancs de caractérisation 2D des tôles magnétiques, Influence des formes d'onde sur les mécanismes d'aimantation. Energie électrique. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00824201⟩

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