ELEC 2311 : Physique interne des convertisseurs électromécaniques
Semaines 1 : Introduction à la conception
Guidance

Choix d'une ou plusieurs structures

Le nombre de structures différentes utilisées dans les convertisseurs ne cesse d'augmenter, du fait que la conception se fait de plus en plus souvent en fonction d'une utilisation particulière. Il est important de pouvoir faire une étude simplifiée, qui utilise souvent des ordres de grandeur tirés de l'expérience du concepteur, pour pouvoir éliminer les structures qui ne permettront certainement pas d'atteindre un résultat optimum.

Par exemple, la densité de force que l'on peut réaliser (cfr intégrale de Maxwell) dans l'entrefer d'une machine est limitée par le niveau de champ réalisable (dû à la saturation magnétique et à la difficulté de réaliser des densités de courant de surface importantes). Pour obtenir un couple important avec une machine à faible vitesse, on peut être amené à choisir une structure "pancake" ou "discoïde", de façon à augmenter le "bras de levier" de la force électromagnétique sans arriver à un volume de matériaux disproportionné par rapport à la puissance de la machine.

Les éoliennes sont un exemple de dispositif à fort couple et faible vitesse. On a le choix entre deux conceptions : soit utiliser un générateur électrique compact précédé d'un système mécanique qui augmente la vitesse en réduisant le couple, soit utiliser un accouplement direct, ce qui conduit à une machine dont le diamètre est plus grand que celui d'une machine classique (pour une longueur plus faible).

Exercice proposé S01-7 : comparaison entre un aimant et un enroulement.

Les structures retenues seront optimisées séparément et avec le même soin, et celle qui aura conduit au meilleur résultat sera retenue en fin de compte.

Une erreur fréquente lors des comparaisons de structures est de supposer que certains paramètres internes ont la même valeur dans toutes les structures retenues. Par exemple, on suppose souvent que le champ magnétique d'entrefer a la même valeur (1T) dans tous les cas, alors que, si chaque structure était optimisée séparément sans cet a priori, on constaterait que chacune atteindrait son optimum pour des valeurs différentes du champ. En fixant a priori une valeur du champ magnétique, on risque donc de privilégier artificiellement certaines structures.

Commentaire S01-1 : pourquoi n'avoir retenu qu'une seule structure dans le cadre du thème de l'annéee ?

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Dernière mise à jour le 20-06-2002