Comment réduire les pertes de fer du moteur ?

Méthode de réduction des pertes de fer dans la conception technique

La méthode la plus fondamentale consiste à identifier la cause de la forte consommation de fer : densité magnétique élevée, fréquence importante, saturation locale excessive, etc. Bien entendu, la méthode classique repose d'une part sur une simulation aussi proche que possible de la réalité, et d'autre part sur une optimisation des procédés pour réduire la consommation de fer. La solution la plus courante consiste à privilégier l'utilisation de tôles d'acier au silicium de haute qualité, permettant ainsi une meilleure classification des produits selon les applications.

1. Circuit magnétique optimisé

L'optimisation du circuit magnétique, et plus précisément des propriétés sinusoïdales du champ magnétique, est cruciale, non seulement pour les moteurs à induction à fréquence fixe, mais aussi pour les moteurs synchrones à induction à fréquence variable. J'ai déjà conçu deux moteurs aux performances différentes afin de réduire les coûts dans l'industrie textile. L'élément essentiel était l'absence de pôles inclinés, source d'irrégularités sinusoïdales du champ magnétique dans l'entrefer. Fonctionnant à haute vitesse, ces moteurs consommaient beaucoup de fer, ce qui entraînait des pertes importantes. Après plusieurs calculs, j'ai constaté que la consommation de fer du moteur contrôlé par l'algorithme de commande était plus de deux fois supérieure. Ceci souligne l'importance d'un algorithme de commande adapté pour la régulation de vitesse par conversion de fréquence.

2. Diminuer la densité magnétique

La méthode la plus fondamentale consiste à identifier la cause de la forte consommation de fer : densité magnétique élevée, fréquence importante, saturation locale excessive, etc. Bien entendu, la méthode classique repose d'une part sur une simulation aussi proche que possible de la réalité, et d'autre part sur une optimisation des procédés pour réduire la consommation de fer. La solution la plus courante consiste à privilégier l'utilisation de tôles d'acier au silicium de haute qualité, permettant ainsi une meilleure classification des produits selon les applications.

3. Circuit magnétique optimisé

L'optimisation du circuit magnétique, et plus précisément des propriétés sinusoïdales du champ magnétique, est cruciale, non seulement pour les moteurs à induction à fréquence fixe, mais aussi pour les moteurs synchrones à induction à fréquence variable. J'ai déjà conçu deux moteurs aux performances différentes afin de réduire les coûts dans l'industrie textile. L'élément essentiel était l'absence de pôles inclinés, source d'irrégularités sinusoïdales du champ magnétique dans l'entrefer. Fonctionnant à haute vitesse, ces moteurs consommaient beaucoup de fer, ce qui entraînait des pertes importantes. Après plusieurs calculs, j'ai constaté que la consommation de fer du moteur contrôlé par l'algorithme de commande était plus de deux fois supérieure. Ceci souligne l'importance d'un algorithme de commande adapté pour la régulation de vitesse par conversion de fréquence.

4. Diminuer la densité magnétique

Augmenter la longueur du noyau de fer ou augmenter la surface de conductivité magnétique du circuit magnétique permet de réduire la densité de flux magnétique, mais la quantité de fer utilisée par le moteur augmentera en conséquence ;

5. Réduire l'épaisseur de la puce de fer pour réduire les pertes de courant induit

Si l'on utilise une tôle d'acier au silicium laminée à froid au lieu d'une tôle d'acier au silicium laminée à chaud, l'épaisseur de la tôle d'acier au silicium peut être réduite, mais la mince tôle à noyau de fer augmentera le nombre de copeaux de fer et le coût de fabrication du moteur.

6. La tôle d'acier au silicium laminée à froid, présentant une bonne perméabilité magnétique, est utilisée pour réduire les pertes par hystérésis.

7. Revêtement isolant haute performance en copeaux de fer

8. Technologie de traitement thermique et de fabrication

9. Les contraintes résiduelles après l'usinage des copeaux de fer affectent considérablement les pertes du moteur. La direction de coupe et les contraintes de cisaillement lors du poinçonnage ont une grande influence sur les pertes du noyau de fer lors de l'usinage de la tôle d'acier au silicium. La coupe dans le sens du laminage de la tôle d'acier au silicium et le traitement thermique de la tôle poinçonnée permettent de réduire les pertes de 10 à 20 %.