Procédés à réluctance variable pour la conversion d'énergie électromécanique directe : application à l'usinage à grande vitesse

Switches reluctance process for the direct conversion of electromechanical energy : high speed machining application

• Auteur / Autrice : Henri Fayard
• Direction : Pierre Padilla, Raphaël Vives Fos
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique et productique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Metz en cotutelle avec Universitat politècnica de València (Valence, Espagne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Broches (machines-outils)

Machines à réluctance

Usinage à très grande vitesse

Résumé

Ce travail de thèse se situe dans le contexte du développement de l'usinage à grande vitesse (UGV), notamment en ce qui concerne le développement des électrobroches qui en sont un des principaux éléments. Étant donne les enjeux stratégiques de l'UGV, l'étude des électrobroches est une nécessité tant au niveau des performances que des exigences imposées par l'industrie mécanique. Après une étude du contexte général de l'UGV et des électrobroches actuellement disponibles sur le marché, nous avons identifié les performances dynamiques des procédés électromécaniques actuels pour la grande vitesse (fabrication du rotor, paliers magnétiques intégrés). Nous avons étudié la faisabilité du mode de génération d'efforts au moyen d'une structure à réluctance variable et double saillance, propose une méthodologie de conception, réalise et expérimente deux prototypes ultra-rapides. Nous proposons une nouvelle technologie de motorisation des électrobroches avec des performances dynamiques pour la grande vitesse, par un nouveau procédé de fabrication du rotor sans arbre traversant (qui a fait l'objet d'un depot de brevet). Cette technologie n'a pas été appliquée à ce jour aux électrobroches, et nos travaux permettent d'affirmer qu'elle occupera une place importante dans les électrobroches à grande vitesse.

This research work takes place within the field of high speed machining development, more particularly the development of high-frequency spindles, which are one of its main elements. Given the importance of high speed machining at stake, the study of high-frequency spindles is important from the performance angle as well as from the constraints imposed by mechanical industry. After studying the general context of high speed machining and the high-frequency spindles currently available on the market we have identified the dynamic performances of present eletromechanical processes for high speed (the manufacturing of the rotor and the integrated magnetic bearings). The feasibility of the mode of torque generation by means of the switched reluctance structure has been studied ; a methodology has been proposed and two high-speed prototypes have been made and tested. A new high-frequency spindles motorisation technology with dynamic performances implementing a new shaftless rotor manufacturing process has been proposed and patented. This technology has not been applied to date high frequency spindles, and our research allows us to assert that it is going to play an important part in the field of high-frequency spindles.