Simulations : Electrostatique & Magnetisme

Le dimensionnement des appareils électriques s'appuie sur la connaissance des gradients électriques des éléments de son isolation.

En ce qui concerne le matériel haute tension, la tenue électrique est l'un des aspects qu'il convient de maîtriser. Bien que les phénomènes diélectriques soient régis par des lois statistiques, la base de départ du dimensionnement est la détermination du champ électrique.

Les modèles électromagnétiques, basés sur la méthode des éléments finis en formulation bidimensionnelle et tridimensionnelle, permettent de calculer de façon rapide et précise les grandeurs électriques en fonction des paramètres géométriques et des caractéristiques diélectriques (permittivités) du système étudié.

Des tracés représentant une structure plane, de révolution ou volumique sont aujourd'hui opérationnels.

Calcul des champs électriques:

Étude électrostatique d’une sortie haute tension d’un transformateur de Puissance

EXPRESSION NUMERIQUE

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Les tracés de champs magnétiques, fondés aussi sur la méthode des éléments finis, sont utilisés, par exemple, pour dimensionner les écrans magnétiques des parois de transformateurs, à partir de la connaissance des trajets des flux magnétiques.

Ils permettent aussi de calculer avec une grande précision, les pertes dans les matériaux ferromagnétiques (circuit magnétique, cuve,…) ainsi que l'ensemble des grandeurs associées (impédances, capacités).

En complément, par couplage magnétothermique, les niveaux d'échauffements peuvent être calculés à partir des modélisations.

Calcul des champs magnétiques:

Flux magnétique dans un transformateur de traction à vide

Flux magnétique dans un transformateur de traction en charge

Les efforts (forces de LAPLACE) auxquels seront soumis les conducteurs en cas de court-circuit peuvent être calculés à partir de la connaissance du champ électromagnétique.

opérationnel.

Calcul des efforts électrodynamiques:

Étude du comportement dynamique des enroulements de transformateurs soumis aux efforts électrodynamiques lors des courts-circuits