Prise en compte des pertes dans les têtes de bobine de moteur en 2D
Présentation
Les pertes par effet Joule dans les têtes de bobines de moteurs représentent une part importante des pertes totales dans les bobinages : elles peuvent atteindre 25% des pertes Joule totales dans les bobinages, voire plus.
La prise en compte de ces têtes de bobines est donc primordiale, également en 2D où l'utilisateur ne peut pas représenter directement leur géométrie.
Pertes dans les têtes de bobines vs cosimulation
La méthode appliquée dans la cosimulation permet de calculer et exporter les valeurs sur les nœuds du maillage. La prise en compte des pertes dans les têtes de bobine, représentées par des résistances, au sein de la cosimulation doit donc se faire de manière contournée (limitation actuelle).
Le principe général consiste à :
- moyenner la température importée dans le magnétique pour prendre en compte une température moyenne dans l'évolution de la valeur de la résistance
- Distribuer les pertes Joule calculées dans les résistances de têtes de bobine sur les supports multipoints contenant le maillage thermique
Répartition des pertes Joule des têtes de bobine
Concernant le dernier point évoqué dans le bloc précédent, la répartition des pertes Joule de têtes de bobine se fait manuellement. L'utilisateur est libre de choisir la répartition qu'il souhaite.
En général, il est conseillé de les répartir sur:
- les conducteurs (autour de 2/3 par exemple)
- Les dents du stator : la proximité des têtes de bobine chauffent cette partie (autour de 1/3 par exemple)
Étapes
Les étapes à suivre dans le projet magnétique pour prendre en compte les pertes Joule dans les têtes de bobine dans la cosimulation sont présentées ci-dessous.
| Étape | Action |
|---|---|
| 1 |
Créer des capteurs pour calculer la température moyenne à partir des températures importées (pour chaque phase du bobinage):
On appellera « Tmoyenne_1 » la température moyennée sur la phase 1 |
| 2 |
Définir les résistances de tête de
bobine par l'expression dépendante de la température:
Troom : température ambiante |
| 3 |
Créer un paramètre E/S pour définir les pertes Joule dans les têtes de bobines (R*I²) pour chaque phase (utiliser la calculatrice pour choisir R et I) On appellera « Pj_tetebobine_1 » les pertes Joule dans les têtes de bobines de la phase 1 |
| 4 |
Dans le contexte multiphysique, créer les formules multiphysiques pour prendre en compte les pertes Joule de tête de bobine. Par ex :
Pj_predefini : Formule multiphysique pertes joule prédéfinie A : <1, ratio de répartition des pertes de têtes de bobine V_phase1 : volume de la région associée à la phase 1 IO() : cette commande (non accessible dans la calculatrice) permet de prendre en compte un paramètre E/S |
