Exemple 3D: Analyse d'un moteur de rétroviseur (technical paper)

Avant-propos

Ce paragraphe est un résumé des cas traités, en détail, dans le document technique suivant : « Rear-view mirror motor analysis ».

Les fichiers relatifs à ces différents cas sont accessible via le superviseur.

Étude réalisée

L'étude propose dans le cahier technique "Rear-view mirror motor analysis" est l'étude d'un moteur à courant continu utilisé pour régler le rétroviseur d'une voiture.

Dispositif étudié

Le moteur étudié est composé des éléments suivants:

Fonctionnement

Le fonctionnement d'un simple moteur à courant continu est décrit ci-après :

• Lorsque la bobine est alimentée, un champ magnétique est généré autour du châssis. La partie gauche du châssis est repoussée par l'aimant gauche et attire par l'aimant droit, ce qui crée la rotation.
• Le châssis continue à tourner.
• Lorsque le châssis est aligné horizontalement, le commutateur inverse la direction du courant dans la bobine, changeant ainsi la direction du champ magnétique. Le processus se répète.

Cas traités

Cinq cas sont étudiés :

• Cas 1 et 2: études utilisant le mode cinématique multi-statique
• case 3: étude transitoire utilisant le mode cinématique vitesse imposée
• case 4: étude transitoire utilisant le mode cinématique charge couplée
• case 5: étude paramétrique pour calculer l'inductance en tête de bobine

Cas 1

Le premier cas est une étude utilisant le mode cinématique multistatique

(application Magnéto Statique)

Dans ce cas, le rotor est étudié sur différentes positions statiques; le matériau utilisé pour le châssis est le rotor est de l'acier inoxydable avec une perméabilité constante (caractéristique B(H) linéaire).

On s'intéresse au calcul du couple reluctant dû au champ magnétique produit par les aimants permanents à différentes positions angulaires du rotor.

Cas 2

Le second cas est une étude utilisant le mode cinématique multistatique (application Magnéto Statique)

Dans ce cas, le rotor est étudié sur différentes positions statiques; le matériau utilisé pour le châssis e s t le rotor est de l'acier inoxydable avec des caractéristiques B(H) non linéaire).

On s'intéresse au calcul du couple reluctant dû au champ magnétique produit par les aimants permanents à différentes positions angulaires du rotor.

Cas 3

Le troisième cas est une étude utilisant le mode cinématique vitesse imposée (application Magnétique Transitoire)

Dans cette étude, le rotor tourne à vitesse constante; le matériau utilisé pour le châssis est le rotor est de l'acier inoxydable avec une perméabilité constante (caractéristiques B(H) linéaire). Les trois bobines sont alimentées en tension dans le circuit électrique.

On s'intéresse aux calculs du couple magnétique et du courant dans les bobines à une vitesse donnée de 4000 rpm.

Cas 4

Le quatrième cas est une étude utilisant le mode cinématique charge couplée (application Magnétique Transitoire)

Dans cette étude le moteur est démarré sans charge externe; le matériau utilisé pour le châssis est le rotor est de l'acier inoxydable avec une caractéristique B(H) non linéaire.

Les trois bobines sont alimentées en tension dans le circuit électrique.

On s'intéresse au calcul de la vitesse angulaire du rotor au démarrage du moteur.

Cas 5

Le cinquième cas est une étude paramétrique pour le calcul de l'inductance dans les têtes de bobines (application Magnéto Statique)

Dans cette étude on donne différentes valeurs à la hauteur du rotor; le matériau utilisé pour le châssis est le rotor est de l'acier inoxydable avec une perméabilité constante (caractéristiques linéaires B(H)).

Les bobines sont alimentées en courant continu.

On s'intéresse au calcul du flux magnétique pour différente valeur de la hauteur du rotor.