Orientation de la cellule élémentaire dans les régions de type conducteur bobiné avec pertes et description géométrique détaillée

Introduction

L'orientation de la cellule élémentaire d'une région de type conducteur bobiné avec pertes et description géométrique détaillée peut être gérée dans Flux 2D et Flux 3D.

La description de la cellule élémentaire est utilisée par Flux pour faire de l'homogénéisation lors de la résolution du problème éléments finis. Lorsqu'il est possible, l'ajustement de l'orientation conduit à de meilleurs résultats, surtout lorsque le nombre de brins devient petit.

La procédure pour orienter la cellule élémentaire est détaillée dans les sections suivantes.

Dans Flux 2D

Dans la boite de dialogue dédiée à la création d'une région de type conducteur bobiné (qui est une région surfacique en 2D), cocher l'option Calculer les pertes (détails géométriques requis) dans l'onglet Modèle de pertes offre la possibilité de choisir le sous-type Description détaillée (effets de peau et de proximité considérés) pour la description du bobinage. En choisissant ce sous-type, l'onglet Définition du fil élémentaire ainsi que l'onglet Orientation & unités apparaîtront dans la boite de dialogue.

L'orientation spatiale de cellule élémentaire peut être ajustée dans l'onglet Orientation & unités dans Flux 2D en renseignant deux paramètres :

  • Le repère définissant l'orientation de la cellule élémentaire.
  • Un nombre réel représentant l'angle de rotation de la cellule élémentaire par rapport au repère, la valeur est exprimée dans l'unité spécifiée dans le repère.
Les figures dans la Table 1 ci-dessous montrent l'effet de l'inclinaison du bobinage. Cette orientation peut être obtenue en choisissant un angle de rotation de -45 degrés dans le repère standard XY1 de Flux 2D.
Tableau 1. L'angle de rotation donnée dans l'onglet Orientation et unités permet de tourner la cellule élémentaire et le groupe de brins qui en résulte.








Remarque : Le repère choisi dans l'onglet Orientation & unités détermine aussi les dimensions verticales et horizontales mentionnées dans l'onglet Définition du fil élémentaire pour le modèle fil à section rectangulaire. La direction du premier axe du repère définit la dimension horizontale, tandis que la dimension verticale est orthogonale à celle-ci.

Dans Flux 3D

Dans Flux 3D, la région de type conducteur bobiné avec pertes et description géométrique détaillée est une région volumique. Par conséquent, les paramètres requis pour orienter la cellule élémentaire dans l'onglet Orientation & unités sont différents lorsqu'on les compare à Flux 2D.

Un repère et un angle de rotation sont également requis, cependant l'utilisateur doit également renseigner les composantes d'un vecteur dans la section de la bobine afin de l'orienter dans le domaine 3D.

La section de la région volumique à prendre en compte dans la procédure est déterminée automatiquement par Flux 3D lorsque l'utilisateur oriente le sens du courant de la région de type conducteur bobiné en accord avec les règles suivantes:

  • Pour une bobine "ouverte" avec des bornes dites Externes : la section à prendre en compte est la borne d'entrée de la région de type conducteur bobiné.
  • Pour une bobine "fermée" avec des bornes dites Internes : la section à prendre en compte est la borne d'entrée / sortie de la région de type conducteur bobiné.
  • Pour certaines géométries de bobines, la section peut ne pas être orthogonale au sens du courant. Dans de telles circonstances, la section qui doit être prise en compte est la face orthogonale à la direction du courant qui est la plus proche de la borne d'entrée en prenant en compte le sens du courant.

La Table 2 résume les paramètres requis pour gérer l'orientation de la cellule élémentaire dans l'onglet Orientation & unités.

Tableau 2. Paramètres requis pour gérer l'orientation de la cellule élémentaire d'une région de type conducteur bobiné avec pertes et description géométrique détaillée dans Flux 3D.
Paramètre Fonction
Repère de définition de l'orientation Repère utilisé pour la définition du vecteur d'orientation.
Vecteur d'orientation de la section v → (trois composantes) Vecteur reposant sur la section considérée pour l'orientation et définissant la direction horizontale (pour les fils de section rectangulaire)*
Angle de rotation θ

Angle de rotation supplémentaire du vecteur d'orientation.
Remarque : * Si le vecteur d'orientation n'est pas sur la section, Flux 3D considérera sa projection sur la section de la région de type conducteur bobiné.

Des exemples d'orientation de cellule élémentaire dans Flux 3D sont donnés dans la Table 3 suivante pour deux configurations simples de bobines ouvertes et fermées, avec un angle de rotation mis à zéro. Les vecteurs d'orientation sont définis dans le repère des figures.

Tableau 3. Exemples d'orientation de la cellule élémentaire pour une bobine fermée avec bornes internes et pour une bobine ouverte avec bornes externes dans Flux 3D.


Bobine fermée dans Flux 3D.



Bobine ouverte dans Flux 3D.		 v → (1, 0, 0)

Dimension horizontale parallèle à OX.

Dimension verticale parallèle à OY.
v → (0, 1, 0)

Dimension horizontale parallèle à OY.

Dimension verticale parallèle à OX.
v → (0, 0, 1) Non autorisé, car la direction OZ correspond à la direction du courant.