CFM 2019

Conception d'un accouplement magnétique axial par optimisation de sa raideur volumique
Henrique Fagundes Gasparoto  1, 2, 3, *@  , Olivier Chocron  1@  , Mohamed Benbouzid  2, 4@  , Pablo Siqueira Meirelles  5@  
1 : Institut de Recherche Dupuy de Lôme  (IRDL)
Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB) : UMR6027
2 : Institut de Recherche Dupuy de Lôme  (IRDL)
Université de Bretagne Occidentale [UBO] : UMR6027
3 : University of Campinas (UNICAMP)  ((FEM))
4 : Shanghai Maritime University
5 : University of Campinas (UNICAMP)
* : Auteur correspondant

Les accouplements magnétiques jouent un rôle essentiel dans la conception de dispositifs de transmission mécanique totalement étanches. Ces systèmes permettent de transmettre des mouvements à distance à l'aide d'aimants permanents, donc sans liaisons d'étanchéité complexes et peu fiables pour les arbres en rotation. Cependant, les accouplements magnétiques créent intrinsèquement des liaisons moins rigides que les liaisons mécaniques. Cela signifie que le rotor entraîné d'un accouplement magnétique peut présenter un mouvement différent de son homologue motorisé en régime transitoire (en accélérant, par exemple). Habituellement, les concepteurs cherchent à optimiser la densité de couple (rapport couple / volume d'aimants). Cependant, si nous recherchons une forte synchronisation des rotors, il faut une réponse rapide et un contrôle en position précis, une autre approche doit être choisie. La raison en est que, pour différents couplages magnétiques, le couple de transmission maximal peut être atteint avec des angles complètement différents (en fonction des caractéristiques du dispositif), alors que nous avons besoin de couples élevés pour de très faibles angles. Par conséquent, notre objectif est de maximiser la rigidité en minimisant le volume des aimants. Ce travail vise donc à présenter une méthode de conception permettant de trouver un accouplement magnétique axial, optimalement rigide en maximisant sa rigidité volumique (définissant la fonction objectif) sous contraintes géométriques. Tout d'abord, l'expression analytique de la rigidité est obtenue pour un accouplement magnétique axial réalisé avec des aimants en forme d'arc, à arrangement de Halbach. Ensuite, un accouplement magnétique optimal est recherché pour le volume extérieur et l'entrefer minimum donnés. En conclusion, cette conception basée sur la raideur volumique est analysée et comparée à celle basée sur la densité de couple.


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