Three Dimensional Finite Elément Modelling of Electric Rotating Machines: Calculation of Magnetic Quantifies with Movement
MODELISATION DES MACHINES ELECTRIQUES TOURNANTES PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS TRIDIMENSIONNELS : CALCUL DES GRANDEURS MAGNETIQUES AVEC PRISE EN COMPTE DU MOUVEMENT
Résumé
A calculation code, using nodal finite éléments, has been developed. This software allows the
simulation of electric rotating machines in three dimensions.
Magnetic quantifies are computed with a 3-D formulation using the vector potential A as unknowns.
For modelling an electric motor whatever thèse fonctions, we use a step by step process. Rotor
movement, through the electric machine, is implemented by coupling with the gênerai équation of the
mechanic. One method of modelling displacement and more generally boundaries has been studied
and used in the software.
Tangent, normal field, symmetric and periodic (cyclic, anti cyclic) types of boundaries hâve been
implemented.
Spécifie three dimensional meshes for rotating machines hâve been elaborated so as to permit
modelling in spite of lack of an up to date powerful computer system (1994). Moreover to reduce
solving time, inhérent in a step by step process, we hâve taken care to optimise the software in its
gênerai structure and in each calculation subroutine.
The software has been validated with a DC motor study as well as an induction motor.
Un code de calcul utilisant la méthode des éléments finis nodaux a été développé. Ce logiciel permet
de simuler, en trois dimensions, les machines électriques tournantes.
Les phénomènes magnétiques sont calculés par une formulation en potentiel vecteur magnétique A.
Pour modéliser les moteurs électriques quel que soit leur fonctionnement, nous utilisons une
résolution en régime transitoire avec couplage de l'équation générale de la mécanique. Une méthode
de prise en compte du mouvement et plus généralement des limites a été étudiée et utilisée dans le
logiciel.
Des conditions aux limites de type champ îangentiel, champ normal, symétrie et périodicité
(cyclique, anti-cyclique) ont été implémentées.
Des maillages tridimensionnels spécifiques aux machines tournantes ont été construits afin de
remédier au manque de puissance des systèmes informatiques actuels (1994). Afin de réduire les
temps de résolution, inhérents à la méthode de résolution en pas à pas dans le temps tridimensionnel,
nous avons pris soin d'optimiser le logiciel dans sa structure général et dans chacune de ses routines
de calcul.
Le logiciel a été validé sur l'étude d'un moteur à courant continu ainsi que sur un moteur à réluctance
variable.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)