Méthode projective simplifiée dédiée aux machines tournantes

Introduction

Ce chapitre traite de l'usage de la Méthode projective simplifiée dédiée aux machines tournantes pour créer des collections de forces dans le contexte d'Import / Export. Ce type de collection permet de calculer des forces sur un maillage afin de les exporter vers OptiStruct pour réaliser une étude NVH d'une machine électrique.

Cette page abordera les sections suivantes :
  • Description de la méthode employée.
  • Création de cette collection de forces.
  • Limitations.
  • Exemple d'application.

Méthode employée

Cette méthode utilise deux supports, un support pour la collecte des données et un support virtuel. Le support pour la collecte des données peut être issu soit d'un import de maillage ou d'un maillage Flux, via les supports de données comme montré dans la Figure 1. Le support virtuel est quant à lui un cylindre défini par un rayon et obligatoirement centré en (0,0) dans le plan XY comme vu dans la Figure 1. Les pressions magnétiques radiales et tangentielles sont calculées via le tenseur de Maxwell en coordonnées cylindriques sur le support virtuel et ensuite projetées sur le support de collecte.
Remarque : Le support virtuel (cylindre) n'est pas visible dans Flux.
Figure 1. Machine électrique à aimants permanents avec deux supports : (a) le support pour la collecte des données importé depuis OptiStruct et (b) le support virtuel défini par un cylindre.


Création de cette collection

Ce type de collection dédiée aux machines électriques tournantes est disponible dans tous les modules de Flux (2D, 3D et Skew) dans les applications magnéto-statique et magnétique transitoire. Sa création se fait par les étapes suivantes :
  • Dans l'arbre, sélectionner le menu Collection de données de forces
  • Dans la boite Créer Collections de données de forces, sélectionner la Méthode projective simplifiée dédiée aux machines tournantes
  • Dans le menu déroulant Support de la collecte, sélectionner le support sur lequel les données seront collectées.
  • Pour la définition du support virtuel, deux options sont disponibles dans le menu déroulant Définition du cylindre de calcul. Elles sont :
    • Défini par l'utilisateur : dans ce cas, le rayon du cylindre, son unité de longueur et le nombre de points de calcul sur le périmètre doivent être fournis manuellement.
      Remarque : Le champnombre de points de calcul sur le périmètre est pré-rempli avec 1080 points de calcul.
    • Evaluation automatique : dans ce cas, Flux déterminera automatiquement le rayon du cylindre et sa discrétisation.
      Remarque : L'option Evaluation automatique n'est pas disponible dans Flux 3D.
  • Enfin, choisir l'intervalle de collecte des données dans le menu déroulant portant ce même nom. Les options suivantes sont disponibles:
    • Collecter pour tous les pas du scénario;
    • Collecter pour le pas courant seulement;
    • Collecter pour un intervalle spécifié: dans ce cas, choisissez le paramètre et ses valeurs minimales et maximales qui définissent l'intervalle sélectionné du scénario.
  • Cliquer OK
  • Cliquer avec le bouton droit de la souris sur la collection de force qui vient d'être créée dans l'arbre et lancer la commande Collecter les données.
Remarque : Par la suite, les forces peuvent être visualisées via les Visualiseurs de données et / ou exportées vers OptiStruct via les Exports de données.

Limitations

  • Le support de collecte doit impérativement être cylindrique et centré en (0,0) dans le plan XY, même dans les applications 3D et Skew.
  • Les forces axiales (i.e. dans l'axe du cylindre) sont égales à 0.
  • Le support virtuel et le support de collecte doivent être dans le même ensemble mécanique.
  • Le rayon choisi pour le support virtuel ne doit pas coller le stator ou le rotor et doit se trouver dans une région de type air ou vide.

Exemple d'application

Dans cet exemple, le but est de calculer la force globale sur chaque dent du stator de la machine électrique montrée dans la Figure 1 après une résolution Flux.

Pour ce faire, un support de collecte issu d'OptiStruct est défini, identique à la partie (a) de la Figure 1 ; sur ce support les forces sont calculées avec la Méthode projective simplifiée dédiée aux machines tournantes décrite précédemment.

Le rayon calculé automatiquement par Flux se trouve entre le cylindre de glissement (qui correspond à la ligne entre les différents ensembles mécaniques) et la région stator comme montré dans la figure ci-dessous :

Figure 2. Définition du rayon pour le support virtuel : en rouge le cylindre de glissement, en noir le cylindre virtuel pour le calcul des pressions magnétiques.


Une fois le rayon correctement défini, il suffit de collecter les données via un clique droit sur la collection et la commande Collecter les données ; les forces peuvent alors être visualisées via les Visualiseurs de données comme montré dans la figure ci-dessous :
Figure 3. Visualisation des forces globales par dent pour une machine synchrone à aimant permanents : (a) les forces normales au support de collecte, (b) les forces tangentielles au support de collecte.