Dimensionnement optimal d'un moteur sans balais à aimants permanents Néodyme-Fer-Bore

Optimal design of a brushless motor with permanent Neodyme-Iron-Boron magnets

• Auteur / Autrice : Abdellatif Miraoui
• Direction : Jean-Marie Kauffmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Besançon
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Franche-comté. UFR des Sciences, Techniques et Gestion de l'Industrie

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aimants permanents

Moteurs électriques

Résumé

Le travail presente porte sur le dimensionnement optimal d'un moteur sans balais, de faible puissance, a aimants permanents neodyme-fer-bore. Le moteur est alimente a courant constant. Le critere d'optimisation qui a ete retenu est d'obtenir une valeur moyenne elevee et un taux d'harmoniques faible du couple fourni par ce type de moteur synchrone autopilote. Ce choix est plus contraignant que celui du couple maximum maximorum. Il conditionne l'utilisation de ces moteurs en robotique ou en productique. Un logiciel a d'abord ete elabore. Il conduit a un design suffisamment precis des circuits magnetiques et des encoches. Deux structures ont ete optimisees en utilisant un logiciel de calcul de champs par la methode d'elements finis (flux2d). La premiere est sans pieces polaires avec des aimants colles sur le rotor. Une solution originale a aimants fortement segmentes est proposee et comparee a celle, classique, utilisant des aimants en forme de tuiles. Elle se revele nettement plus performante. La deuxieme est avec pieces polaires et concentration de flux, dans ce cadre nous suggerons de placer des aimants auxiliaires contre l'axe de la machine. Ceux-ci permettent d'augmenter sensiblement le couple. L'optimisation porte sur le nombre de paires de poles, l'ouverture et/ou l'epaisseur des aimants principaux et auxiliaires et la valeur de l'entrefer. Elle s'interesse egalement a l'influence de la reaction d'induit. Deux moyens pour reduire encore plus le couple pulsatoire sont etudies: l'inclinaison des encoches ou des aimants et l'utilisation d'un anneau magnetique adapte a la structure a aimants segmentes. La comparaison des differentes structures donne la preference a celle a aimants segmentes places dans l'entrefer avec une ouverture voisine de 0. 8. Pour avoir un couple pulsatoire d'amplitude inferieure a 1% par rapport au couple moyen, l'anneau magnetique se revele le plus performant avec une diminution faible du couple moyen.