La modélisation des systèmes électromagnétiques est envisagée dans ce travail par l'association de deux méthodes : la méthode des réseaux de perméances d'une part et la méthode bond-graph d'autre part. L'approche par les réseaux de perméances consiste à associer à un système un circuit magnétique équivalent comportant des sources (sources de force magnétomotrice et de dérivée de flux magnétique) et des perméances. Pour ce faire, une étude préalable par un logiciel de simulation par la méthode des éléments finis permet d'établir la topologie des tubes de flux auxquels seront associées les perméances du circuit magnétique équivalent et de calculer les valeurs de ces dernières. Les perméances sont par ailleurs variables en fonction du flux afin de prendre en compte la saturation magnétique. La technique bond-graph permet d'étudier par une même approche les parties électrique, magnétique et mécanique du système en assurant le couplage entre ces domaines. Cette méthode autorise le regroupement sur un schéma unique de l'ensemble des sous-systèmes liés à chaque discipline rencontrée au cours du problème. La méthode décrite est appliquée à la modélisation d'un moteur asynchrone à cage d'écureuil alimente par une source sinusoïdale ; les résultats obtenus sont dans un premier temps comparés aux résultats issus d'un calcul par éléments finis, ainsi qu'a ceux donnés par la modélisation analytique. Des essais expérimentaux viennent corroborer dans un deuxième temps ces résultats. Au vu des temps de calcul nécessaires, cette étude permet de placer la méthode des réseaux de perméances comme un bon compromis du point de vue rapidité d'exécution-précision des résultats par rapport aux méthodes classiques. La simulation de la commande vectorielle de la machine dans son environnement est ensuite envisagée. Ce type de commande est élaboré à partir d'un modèle simplifié de la machine, ne prenant pas en compte la non-linéarité des matériaux magnétiques. La méthode utilisée permet quant à elle la considération de cet effet. Le modèle proposé permet donc l'étude du comportement de la machine face à son environnement de commande et met donc notamment en évidence les disfonctionnements consécutifs à la saturation magnétique.

La commande vectorielle ouvre la perspective d'utilisation des machines asynchrones dans un domaine avance de l'automatique: la robotique. En effet, cette commande aussi appelée commande en flux-oriente, autorise des performances dynamiques des asservissements de vitesse ou position comparables a celles d'une machine a courant continu. Mais la synthèse de l'asservissement fait appel a des estimateurs du flux dans la machine, qui dépendent des paramètres électriques. Pour déterminer ces paramètres, une méthode numérique d'identification par éléments finis s'avère très satisfaisante

The book covers classical and practical approaches to electromagnetic field solutions in magnetic devices. The following topics are addressed: Advanced computional techniques; Intelligent computer aided design; Magnetic materials; Inverse problems; Magnetic sensors and transducers; Performance and optimisation of devices; Applications to electronic systems; Modelling of non-linear systems and other related topics. This volume presents 200 of the best articles presented at the International Symposium on Non-Linear Electromagnetic Systems (ISEM in Cardiff, Wales). The previous ISEM papers were published in the successful volume Advanced Computational and Design Techniques in Applied Electromagnetic Systems (by Elsevier).Main chapters in this book are: Electromagnetic Devices: Non-linearities at contacts and interfaces in semiconductor structures by R.H. Williams as key-note. Optimisation, Inverse and Biological Studies: Power loss testing; intelligent computation of optimization of metal cutting; grid methods for CFD and CEM. Magnetic Materials: Materials for circuit semilator applications; rotational magnetostriction. Computational Techniques and Modelling: Electromagnetic device design; soft magnetic materials; engineering application of artificial intelligence. Sensors and Non-destructive Testing: Eddy current nondestructive evaluation; nonlinear magnetoresistance; micro magnetic sensor. Electronic and Electrical Applications: Non-linear transistor parameters; superconducting magnets.

Le moteur asynchrone est largement utilisé dans les entraînements à vitesse variable, que ce soit dans le domaine de grande puissance (traction) ou de moyenne puissance (actionneur électrique). L'élaboration d'un modèle électrique fidèle revêt une importance capitale pour la réalisation d'une commande vectorielle performante. Dans ce travail nous présentons une prédétermination des paramètres électriques d'un moteur asynchrone à cage à partir d'une modélisation électromagnétique de la machine par la méthode des éléments finis (MEF°. Ce modèle permet de tenir en compte la géométrie de la machine, l'effet de la fréquence des courants induits et l'influence de la saturation des matériaux ferromagnétiques

LE TRAVAIL REALISE DANS LE CADRE DE CETTE THESE PRESENTE UNE COMMANDE VECTORIELLE NUMERIQUE PAR ORIENTATION DU FLUX STATORIQUE D'UN ACTIONNEUR ASYNCHRONE AVEC ET SANS CAPTEUR MECANIQUE. L'ANALYSE DE L'EVOLUTION DES GRANDEURS CARACTERISTIQUES DE LA MACHINE NOUS A PERMIS D'ADOPTER LA COMMANDE PAR ORIENTATION DE FLUX STATORIQUE. LA SENSIBILITE DES ALGORITHMES DE COMMANDES (DIRECTE ET INDIRECTE) ET DE LA RECONSTITUTION DU FLUX STATORIQUE (PAR ESTIMATION OU PAR OBSERVATION) DEPENDENT ESSENTIELLEMENT DE LA VARIATION DES RESISTANCES STATORIQUE ET ROTORIQUE. POUR AVOIR UNE COMMANDE PERFORMANTE, A L'ARRET ET A TRES BASSE VITESSE, UNE REACTUALISATION DES RESISTANCES STATORIQUE ET ROTORIQUE EST NECESSAIRE. LA PRESENTATION DE LA METHODE CORRESPONDANTE A ETE REALISEE. POUR LA COMMANDE VECTORIELLE SANS CAPTEUR MECANIQUE, LA VITESSE DE ROTATION EST DETERMINEE A PARTIR DE LA FREQUENCE DE GLISSEMENT. LA FREQUENCE DE GLISSEMENT EST ESTIMEE A PARTIR DU COURANT STATORIQUE MESURE ET DU COURANT DE REFERENCE DE L'AXE EN QUADRATURE. LA VARIATION DE LA RESISTANCE STATORIQUE EST ESTIMEE A PARTIR DU COURANT STATORIQUE MESURE ET DU COURANT DE REFERENCE DE L'AXE DIRECT. L'ESTIMATION DE LA VARIATION DE LA RESISTANCE ROTORIQUE, SUPPOSE QUE CELLE-CI VARIE LINEAIREMENT AVEC LA VARIATION DE LA RESISTANCE STATORIQUE. UN BANC D'ESSAI EXPERIMENTAL EQUIPE D'UNE CARTE DSPACE DS1102 A BASE D'UN PROCESSEUR DE TRAITEMENT DE SIGNAL NUMERIQUE (DSP) TMS320C31 A ETE REALISE POUR VALIDER LES RESULTATS DE SIMULATION. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX MONTRENT LA QUALITE DES PERFORMANCES EN REGIME STATIQUE ET DYNAMIQUE DE L'ACTIONNEUR ASYNCHRONE ET CONFIRMENT LA VALIDITE DE LA METHODE PROPOSEE.

LES COMMANDES D'AXE EN POSITION METTANT EN JEU DES ACTIONNEURS ASYNCHRONES SONT DES SOLUTIONS EXPERIMENTALES DE PLUS EN PLUS USITES. LA MACHINE ASYNCHRONE ASSOCIEE OU NON A UN CAPTEUR DE POSITION PEUT ETRE PILOTEE DE PLUSIEURS FACONS. LE CONTROLE VECTORIEL EST UNE DES METHODES QUI PERMET UN CONTROLE EN REGIME DYNAMIQUE ET LA MAITRISE DES REGIMES TRANSITOIRES. CE TRAVAIL REPREND L'ETUDE D'UNE COMMANDE VECTORIELLE MAIS AVEC UN ACTIONNEUR DE PUISSANCE REDUITE ET UN OUTIL DE COMMANDE SUFFISAMMENT PUISSANT POUR PALLIER A TOUS NOS PROBLEMES. UNE ETUDE DES DIFFERENTS LOIS DE COMMANDES EST AINSI REALISEE DANS LE BUT D'EN DEGAGER QUELQUES-UNES DES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES. CETTE ANALYSE TERMINEE, AUX VUES DU MATERIEL EN PRESENCE, ACTIONNEUR ASYNCHRONE, CAPTEUR DE POSITION ET CARTE DE COMMANDE A BASE DE PROCESSEURS DE SIGNAUX, UNE COMMANDE VECTORIELLE INDIRECTE PAR LA METHODE DU FLUX ORIENTE EST RETENUE COMME SUPPORT DE CETTE ETUDE. L'IMPLANTATION D'UNE TELLE COMMANDE EST TRIBUTAIRE DE LA CONNAISSANCE D'UN CERTAIN NOMBRE DE PARAMETRES AINSI QUE DE LEURS POSSIBLES EVOLUTIONS. UNE APPROCHE ORIGINALE D'UNE IDENTIFICATION PARAMETRIQUE EST PRESENTEE. OUTRE UNE IDENTIFICATION DES PARAMETRES ELECTRIQUES, LA DETERMINATION DES PARAMETRES MECANIQUES DE L'ACTIONNEUR AINSI QUE DU BANC COMPLET A ETE REALISEE. LE RECOUPEMENT DE MESURES FAITES A L'AIDE DE PLUSIEURS METHODES CLASSIQUES NOUS A FOURNI UN VECTEUR DE REFERENCE GLOBALEMENT SATISFAISANT. LA REALISATION EXPERIMENTALE DE CETTE COMMANDE S'EST APPUYE AUSSI BIEN SUR LES RESULTATS FOURNIS PAR LA SIMULATION QUE SUR DES CONCLUSIONS RELATIVES A CERTAINS PROBLEMES EXPERIMENTAUX RENCONTRES. C'EST AINSI QUE POUR PRENDRE EN COMPTE A UNE EVOLUTION NON LINEAIRE DE CERTAINS PARAMETRES, UNE LOI DE DECOUPLAGE NON LINEAIRE EN FONCTION DE LA PULSATION A ETE SYNTHETISEE. LES DIFFERENTES SOLUTIONS PROPOSEES S'IMPLANTENT AVEC UNE REELLE SOUPLESSE COMPTE TENU DU MATERIEL REELLEMENT CONVIVIAL A NOTRE DISPOSITION. CETTE CONVIVIALITE PERMET D'ENVISAGER DEUX APPROCHES : LA REALISATION D'ETUDE DE FAISABILITE POUR DES COMMANDES COMPLEXES ET LA DEGRADATION POSSIBLE DE CES COMMANDES POUR UNE IMPLANTATION SUR DES MATERIELS MOINS SOPHISTIQUES. LA SECONDE DIRECTION QUANT A ELLE, A ETE EXPLOREE AU TRAVERS DE LA MISE EN OEUVRE D'UNE COMMANDE D'UN ACTIONNEUR A COURANT CONTINU.