Modéliser les transmissions et les moteurs électriques
Au fil des dernières années, les unités de propulsion électrique remplacent de plus en plus l'entraînement par moteur. Différentes solutions sont en cours d'étude pour répondre aux demandes croissantes en énergie électrique, avec un accent particulier sur des actionneurs électriques présentant un bon rendement énergétique. Dans le cadre du projet EMDA_LOOP (Optimal low-noise energy-efficient electrical machines and drives for automotive applications), les travaux se sont axés sur le développement de modèles multiphysiques pour simuler les moteurs synchrones à aimants permanents (PSMS) et les moteurs à réluctance commutée (SRM) au niveau du composant. Les travaux du projet ont couvert l'ensemble du processus de modélisation, depuis le développement initial jusqu'à la conception détaillée des composants, en prenant en compte tous les aspects importants tels que les performances et la gestion énergétiques, la sécurité, l'autonomie, le confort et le bruit. Les chercheurs ont également combiné des procédés optimaux de conception des composants matériels avec des stratégies de contrôle optimales aux niveaux du composant et du véhicule, ce qui permet une optimisation mécatronique de tous les aspects à la fois. Les partenaires du projet ont conçu des modèles et un éventail d'outils de conception, y compris électromagnétiques, mécaniques, vibro-acoustiques et thermiques. Deux procédures de conception et d'optimisation, une pour les PMSM montés en surface et l'autre pour les SRM, ont été développées en fonction du code MATLAB. Les outils de modélisation analytiques couplés électromagnétique-vibro-acoustique pour les PMSM et les SRM sont achevés. Les partenaires ont mené plusieurs analyses pour étudier les interdépendances entre les conceptions électromagnétiques et vibro-acoustiques des PMSM et des SRM. L'environnement de modélisation multiphysique est disponible grâce à l'intégration des modules indépendants. Ces modules peuvent être utilisés soit de manière indépendante, soit couplés pour tout PMSM et SRM monté en surface. Les membres de l'équipe ont utilisé la conception optimale pour deux applications: un compresseur de climatisation (utilisant un SRM) et un moteur de traction léger (utilisant un PMSM). Les résultats ont été évalués au niveau du système. Les travaux comprenaient également la préparation des bancs d'essai pour évaluer les performances des SRM et des PMSM. EMDA_LOOP a mené plusieurs études sur le comportement vibro-acoustique des PMSM. Le projet a pris en compte l'influence de différentes topologies, configurations d'enroulement et dimensions géométriques sur les forces radiales en jeu dans les PMSM. Les partenaires du projet ont également déposé deux demandes de brevet pour des topologies de convertisseur pouvant améliorer les performances des deux types de moteur. Pour diffuser les résultats du projet, ses membres ont conçu un site web, effectué de nombreuses présentations et animé un stand d'exposition dans le cadre d'un symposium international. Ils ont publié un article dans une revue à comité de lecture, d'autres articles étant à publier.
Mots‑clés
Transmissions électriques, machines électriques, EMDA_LOOP, moteurs synchrones à aimants permanents, moteurs à réluctance commutée
