CARACTÉRISATION ET MODÉLISATION DU COMPORTEMENT HYSTÉRÉTIQUE DES MATÉRIAUX FERROMAGNÉTIQUES
Loading...
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université de M'sila
Abstract
L’intérêt pour les matériaux ferromagnétiques ne se limite pas aux domaines industriels
ou aux applications d’ingénierie, mais s’étend également à d’autres domaines plus
importants et plus larges. L’importance de ces matériaux réside dans la connaissance et la
compréhension de leurs caractéristiques magnétiques à différents échelles, ainsi que dans
la nécessité de comprendre le mécanisme physique responsable de ces caractéristiques.
Nous nous sommes concentrés sur l’étude et la caractérisation du phénomène d’hystérésis
de ces matériaux, car c’est le passage d’entrée qui nous permet de comprendre le comportement
des matériaux ferromagnétiques, à travers des modèles d’hystérésis. De nombreux
mathématiciens et physiciens se sont intéressés au développement de ces modèles pour
décrire précisément le phénomène d’hystérésis.
Le modèle hystérésis de Jiles-Atherton est considéré comme un modèle mathématique
basé sur des considérations purement physiques, il a été dérivé du comportement phénoménologique
des matériaux ferromagnétiques. Ce modèle décrit l’hystérésis magnétique
et est caractérisé par cinq paramètres, chacun d’entre eux ayant une nature physique. Ces
paramètres physiques permettent de définir parfaitement les cycles d’hystérésis. Il nous
a semblé nécessaire d’utiliser des méthodes d’identification et d’optimisation robustes, ce
qui permet de revenir précisément à un jeu de paramètres pouvant générer des cycles
d’hystérésis proches de celle obtenue à partir de l’expérimental. Deux types de méthodes
d’identification ont été utilisés : des méthodes déterministes ( la méthode de la sécante
modifiée) et des méthodes stochastiques (algorithmes génétiques ; recherche de motifs stochastiques).
Lors de la détermination de ces paramètres, nous nous sommes concentrés sur
le paramètre de pinning (le paramètre d’accrochage), qui est un coefficient directement lié
au champ magnétique coercitif et aux pertes par hystérésis dans le régime quasi-statique.
Au lieu de sa valeur constante dans le modèle original, nous l’avons modifié pour qu’il
devienne une fonction de flux magnétique ou une fonction de l’aimantation. Afin d’avoir
un meilleur contrôle sur les cycles d’hystérésis résultants, et de les comparer avec les cycles
expérimentaux.
Le modèle inverse de Jiles-Atherton est étendu pour décrire le comportement de la
magnétisation des matériaux ferromagnétiques en régime dynamique. Une nouvelle formulation
du champ effectif magnétique est basée sur l’équation de type visqueux décrivant
le décalage temporel entre la densité de flux et le champ appliqué. La nouvelle expresiv
sion proposée du champ effectif permet une bonne représentation du comportement de
l’hystérésis magnétique en fonction de l’augmentation de la fréquence. Les pertes totales
sont déterminées avec précision et pour valider cette proposition, les cycles d’hystérésis
mesurées et simulées pour différentes fréquences sont comparées
Description
Keywords
Hystérésis, Modèle de Jiles-Atherton, Méthodes d’identification, La méthode de la sécante modifiée, Algorithmes génétiques, Recherche de motifs stochastiques, Le paramètre de pinning, Régime quasi-statique, Régime dynamique, Champ effectif, Pertes en excès, Équation de type visqueux, Effet de fréquence, Pertes fer