Pertes fer à posteriori : modèle LS

Modèle Loss Surface

Le modèle Loss Surface (LS) dans Flux permet l'évaluation des pertes fer dans les noyaux magnétiques composés d'empilements de tôles d'acier électrique, c'est-à-dire décrites par des Régions magnétiques feuilletées non conductrices. Ce modèle est basé sur l'observation expérimentale que les pertes dans un échantillon d'acier électrique peuvent être exprimées comme une fonction de deux variables : la valeur maximale de l’induction magnétique (qui est supposée varier périodiquement dans le temps) et la dérivée temporelle de l’induction magnétique. Cette fonction peut être considérée comme une surface dans l'espace 3D, la surface de pertes (Loss Surface) du matériau.

Par conséquent, pour une nuance d'acier électrique donnée, cette fonction peut être cartographiée expérimentalement grâce à un ensemble approprié de mesures magnétiques qui balayent les deux variables du domaine de cette fonction. Pour ce faire, plusieurs combinaisons de valeurs maximales d’induction et de dérivées temporelles sont nécessaires, ainsi qu'un banc de mesure magnétique dédié. Le banc de type Epstein doit être capable de piloter l’induction dans le temps pour obtenir des formes d'onde triangulaires (c.-à-d., avec une dérivée temporelle constante), avec différentes valeurs de crête et à différentes fréquences.

Un exemple de surface caractéristique H(B,dB/dt) issue des mesures est montré dans l'image ci-dessous :

Une fois que cette surface de pertes est entièrement cartographiée, il devient possible de l'utiliser pour créer un modèle empirique d'hystérésis pour la tôle d'acier électrique: sur lequel Flux s'appuie pour reconstruire en phase de post-traitement, en chaque point du matériau, le cycle B(H) dont un exemple est représenté dans l'image ci-dessous :

Ce modèle représentant les phénomènes d'hystérésis statique et dynamique, permet donc à partir des champs B et H (homogénéisés à travers le coefficient de foisonnement ${\lambda }_F$ ) d'évaluer les pertes fer à posteriori dans un projet Flux d'une manière très similaire à celle offerte par le modèle de Bertotti modifié.

L'avantage de l'approche Loss Surface est que le modèle peut être identifié pour un lot spécifique de tôles d'acier électrique utilisées par un fabricant, ce qui permet d'obtenir des résultats très précis (à condition que les mesures et l'identification du modèle aient été effectuées correctement). Les utilisateurs intéressés par cette approche (c.-à.-d, qui souhaitent effectuer leurs propres mesures magnétiques pour identifier leurs propres modèles Loss Surface pour leurs tôles) doivent également utiliser l'outil d'identification du modèle fourni dans Flux, qui est connu sous le nom de MILS. De plus amples informations sont fournies dans la page suivante du guide de l'utilisateur : Identification du modèle LS avec MILS.

D'autre part, les utilisateurs qui ne peuvent pas ou ne veulent pas effectuer leurs propres mesures magnétiques pour identifier le modèle Loss Surface représentant leurs tôles peuvent s'appuyer sur les modèles pré-identifiés disponibles et prêts à l'emploi dans Flux pour plusieurs nuances d'acier électrique. La liste des nuances disponibles est donnée à cette page.

Utilisation du modèle LS dans Flux

Un modèle LS dans Flux peut uniquement être appliqué sur les Régions magnétiques feuilletées non conductrices et est uniquement disponible en application Magnétique Transitoire (2D, 3D et Skew).