Optimisation de forme de machines électriques à l'aide d'un logiciel éléments finis et de la méthode des pénalités intérieures étendues

This work is devoted to the use of a mathematical optimization method, with two-dimensional modeling software, in order to design optimal geometric forms of electric machines with permanent magnets.We first set out to describe the different elements making up the digital optimization software. During this summary presentation, the focus is on CAD techniques, such as automatic and elastic meshes, which allow us to automatically deal with optimization and electromagnetic problems.The mathematical minimization method used requires knowledge of the first derivative of the function to be processed. However, in the context of a joint association of this technique with a finite element software, the calculation of derivatives generates calculation times and complexities of implementation. For these various reasons, we have devoted our efforts to present and implement 2 sensitivity analysis techniques which are the most commonly used. Thereafter the performances of these 2 methods are discussed.Ce travail est consacré à l'utilisation d'une méthode mathématique d'optimisation, avec un logiciel de modélisation bidimensionnel, afin de concevoir des formes géométriques optimales de machines électriques à aimants permanents.Nous nous sommes tout d'abord attaché à décrire les différents éléments constituant le logiciel numérique d'optimisation. Durant cette présentation sommaire, l'accent est mis sur des techniques de CAO, telles que les maillages automatiques et élastiques, qui nous permettent de traiter automatiquement des problèmes d'optimisation et électromagnétique.La méthode mathématique de minimisation employée, nécessite la connaissance de la dérivée première de la fonction à traiter. Or, dans le cadre d'une association conjointe de cette technique avec un logiciel d'éléments finis, le calcul des dérivées génère des temps de calcul et des complexités de mise en oeuvre. Pour ces différentes raisons, nous avons consacré nos efforts à présenter et implanter 2 techniques d'analyse de sensibilité qui sont les plus couramment utilisées.Par la suite les performances de ces 2 méthodes sont discutées

Minimization of the induction space harmonics of a P.M. synchronous machine using finite element method and penalty method

The purpose of this work is to apply a 2D electromagnetic software using finite element, and a mathematical optimization programming method in order to find the most appropriate geometry of the rotor of a permanent magnet synchronous machine. The optimum design of this machine was considered as being the one obtained when the seventh and the nineth space harmonic of the magnetic flux density signal are minimized.L'objet de cet article est de présenter une optimisation de forme d'une machine électrique synchrone à aimants permanents à l'aide d'un logiciel d'élément finis 2D et d'un algorithme d'optimisation. L'une des formes optimales de cette machine est obtenue lorsque les septième et neuvième harmoniques de l'induction magnétique dans l'entrefer sont minimisées