PRISE EN COMPTE DU COMPORTEMENTMAGNETIQUE FREQUENTIELDES TOLES FeSiEN MODELISATION ELECTROTECHNIQUE

Abstract

To correctly de scribe the magnetic flux through FeSi lamination section and the associated losses,hysteresis and eddy current developping in the sheet section with frequency must be taken intoaccount. The computation of the induction distribution in the sheet section by numerically solving themagnetic diffusion equation shows that the dynamic Preisach model correctly represents the localmagnetic behavior of the material. This model gives a description of hysteresis and the effect of eddycurrents on domain wall motion. Thanks to this model, the average induction over the sheet section andthe associated losses are weIl approximated for a sinusoidal applied field and frequencies higher thanthe usual working frequency of the sheet. For the same working conditions, a method makes itpossible to analytically solve the magnetic diffusion equation. To do so, the dynamic Preisach model isused and sorne simplifying hypotheses are made about the space and time differential permeabilityvariations due to hysteresis. This analytical method gives results very close to the results of thenumerical approach. Consequently, this work presents the bases of a model that links the averageinduction over the sheet section to the surface applied field. Moreover, this model, which is assumedscalar (field and induction are colinear), makes it possible to approximate los ses in electricalstructures.La bonne description du flux magnétique à travers les tôles magnétiques FeSi couramment utilisées enélectrotechnique nécessite la prise en compte de l'hystérésis et des courants induits qui se développentdans l'épaisseur des tôles avec la fréquence. Le calcul des grandeurs magnétiques dans la section destôles par résolution numérique de l'équation de la diffusion montre qu'un modèle de Preisachdynamique donne une bonne représentation du comportement magnétique local. Ce modèle permet eneffet de décrire le comportement hystérétique du matériau ainsi que l'effet d'amortissement descourants induits sur le mouvement des parois. Grâce à ce modèle, l'induction moyenne sur la section etles pertes dissipées dans la tôle sont approchées de façon très satisfaisante pour un champ en surfacesinusoïdal et des fréquences supérieures à la fréquence de travail habituelle des tôles. Pour les mêmesconditions de travail, une méthode est proposée pour résoudre analytiquement l'équation de ladiffusion magnétique. Cette méthode repose sur l'utilisation du modèle de Preisach dynamique et deshypothèses simplificatrices concernant les variations de perméabilité différentielle dans le temps etl'espace dues à l'hystérésis. Elle donne des résultats très proches de ceux de la méthode numérique.Ainsi, ce travail présente-t-illes bases d'un modèle reliant l'induction moyenne sur la section d'une tôleau champ appliqué en surface. Ce modèle, supposé scalaire (induction et champ colinéaires), permetégalement d'approcher les pertes dans les structures électrotechniques