Modélisation numérique d'une machine électrique pour la traction de véhicule hybride : Différence entre versions

Version du 20 novembre 2012 à 08:35

Introduction

Présentation du projet

Objectifs : Réduire l'espace occupé par les aimants devenus trop chères tout en maintenant les performances d'une machine synchrone de Valeo.

Dès le début cette tâche apparaît comme étant impossible. La densité energétique des aimants en question est très élevée, ils contienent un fort pouvoir magnétique dans un petit volume. L'alternative à ce composant est la bobine, qui lorsqu'elle est alimentée crée un champ magnétique, mais les inductances ont une densité d'énergie trop faible. Il faudrait donc de grandes bobines de cuivre là où il ne fallait qu'un petit aimant pour que les performances de la machine restent les mêmes. Ceci entrainerait une augmentation de la masse et de l'encombrement du moteur.

Nous allons donc axer notre étude sur la modélisation numérique de la machine puis sur une optimisation de l'espace occupé par les aimants Néodyme-Fer-Bore.

Réalisation

Prise en main :

Objectifs : Cette partie à pour but de nous familiariser avec un logiciel de calcul par éléments finis : FEMM. A l'aide d'un exemple existant, une géométrie de moteur simple, nous avons voulu déterminer le couple de détente avec et sans conducteur dans les encoches. Nous nous nous sommes fixés 2 semaines pour réaliser cette tâche.

clear all;
close all;

%Ce script permet de calculer le couple pour plusieurs positions du rotor avec des
%courants circulants dans les bobines sur une periode de 40ms. 

%La rotation du rotor commence à 18ms car le couple max est obtenu à 17ms

addpath('C:\Program Files\femm42\mfiles')
openfemm;
opendocument('C:\Users\Documents\PFE\Matlab\script_3_cogging_avec_courant_et_rotation.fem');


A=[0:0.0005:0.04];              % t de ... à ... avec un pas de ... (periode = 20ms = 0.020s) 

%Signal triphasé 5.5A à 50Hz : 5.5 * cos(2*pi*50*t)
B=5.5*cos(2*pi*50*A);           %Phase A 
C=5.5*cos(2*pi*50*A-2*pi/3);    %Phase B
D=5.5*cos(2*pi*50*A-4*pi/3);    %Phase C 

rotation_totale=0.0;

for i=1:length(A)
    % à t = 17ms => couple max : on commence à tourner
    if(i>35)
        mi_selectgroup(1); 
        mi_moverotate(0,0,1.5); 
        rotation_totale=rotation_totale-1.5;     
    end        
    
    mi_modifycircprop('A+',1,B(i));
    mi_modifycircprop('A-',1,-B(i));
    mi_modifycircprop('B+',1,C(i));
    mi_modifycircprop('B-',1,-C(i));
    mi_modifycircprop('C+',1,D(i));
    mi_modifycircprop('C-',1,-D(i));

    mi_analyze(0);    
    mi_loadsolution;

    mo_groupselectblock(1)

    Torque(i)=mo_blockintegral(22);
    i
    Torque(i)
end

plot(A,Torque);

%Remise à la position initiale
mi_selectgroup(1); 
mi_moverotate(0,0,rotation_totale);
mi_analyze(0);
closefemm;

Après exécution de ce script nous obtenons les résultats suivants :

couple de détente avec stator alimenté

Projet industriel :

Objectifs : cf 'Présentation du projet'