Etude d'un transformateur de puissance triphasé par la méthode des élément finis

Abstract

Pour décrire de façon très fine et de manière générale son fonctionnement, il est indispensable de considérer l’interaction entre les champs magnétiques et électriques car les grandeurs électriques et magnétiques sont significativement dépendantes les unes des autres. Notre travail sera consacré à l’étude d’un transformateur de puissance triphasé en utilisant la méthode des éléments finis. Notre étude concernera principalement dans un premier temps, l’évaluation et la répartition de l’induction magnétique ainsi que le potentiel vecteur magnétique en régime magnétodynamique harmonique dans le transformateur. Après l’obtention des résultats tels que l’induction magnétique et le potentiel vecteur magnétique, nous procéderons au calcul des résistances et des inductances des enroulements du transformateur de puissance considéré pour différentes valeurs de courant d’alimentation. En seconde lieu, nous nous intéresserons à la répartition du champ et du potentiel électrique entre les enroulements du transformateur séparés par des isolants (papier imprégné dans l’huile). Le premier chapitre de notre travail s’intéresse aux généralités sur les transformateurs triphasés, leurs principes de fonctionnement, les différents domaines de leurs utilisations, leurs inconvénients et leurs défauts. Dans le deuxième chapitre nous décrivons les modèles électromagnétiques en régime statique et dynamique sous formes d’équations aux dérivées partielles en se basant sur les équations de Maxwell. Nous exposerons par la suite les différentes méthodes de résolution de ces équations telles que les méthodes analytiques et numériques ainsi que leurs avantages et inconvénients. Le troisième chapitre sera consacré à la présentation de la méthode des éléments finis, la formulation des modèles électromagnétiques et la discrétisation des équations aux dérivées partielles en utilisant la projective de Galerkine ainsi qu’un aperçu sur le logiciel (F.E.M.M) qui sera utilisé pour l’étude de notre application. Le quatrième chapitre représente l’application en régime magnétodynamique harmonique et en régime électrostatique du transformateur de puissance triphasé considéré. Nous terminerons notre étude par une conclusion générale.