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.

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 et peuvent être intégrées via différentes méthodes sur le support virtuel cylindrique ; enfin, elles sont projetées sur le support de collecte.

Note: 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 force
Dans la boite dédiée aux Collections de données de forces, sélectionner la Méthode projective simplifiée dédiée aux machines tournantes
Dans l'onglet Définition :
1. Choisir une valeur pour le rayon du support virtuel (cylindre) ou laisser en mode automatique
2. Choisir un Support de données pour la collecte
Dans l'onglet Avancé (ces champs sont remplis avec des valeurs par défaut)
1. Renseigner le Nombre minimum de point de calcul le long du périmètre qui doit être un nombre entier. Sa valeur est de 1080 par défaut.
2. Renseigner la Distance maximale de projection. Sa valeur est de 0 par défaut (valeur optimale).
Sélectionner l'intervalle de collecte :
- Collecter pour tous les pas du scénario
- Collecter pour le pas courant seulement
- Collecter pour un intervalle spécifié
Cliquer OK
Faire un clique droit sur la collection de force qui vient d'être créée dans l'arbre et lancer la commande Collecter les données.

Note: En mode avancé, plus d'options d'intégrations sont disponibles, voir cette page.

Note: 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

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.