Archives des Api

Jean-Daniel Chazot

Vincent Lanfranchi, Arthur Givois, Thomas Poupon (doctorant utc en thèse Cifre avec Emotors)

À l'ère de l'électrification et de la transition énergétique, la dynamique des rotors des moteurs électriques devient incontournable pour tout ingénieur mécanique. Qu'il s'agisse d'entraîner des voitures électriques ou de propulser des systèmes automatisés, la performance des moteurs électriques est cruciale. L'API proposée ici se penche en détail sur la dynamique du rotor des moteurs électriques afin de garantir leur efficacité dans le temps et pour pouvoir réduire leurs nuisances vibratoire et acoustique. Au cours de cette formation vous découvrirez le modèle de Jeffcot/De Laval, pilier de la compréhension du mouvement des rotors, vous explorerez le diagramme de Campbell pour prévenir les instabilités, et vous analyserez les pressions de Maxwell pour avoir une vision claire des forces électromagnétiques à l'œuvre. L'introduction à la détection vibratoire vous fournira aussi les outils nécessaires pour identifier les défauts d’équilibrage et les anomalies de roulement, évitant ainsi des pannes coûteuses et inopportunes. Enfin, pour les ingénieurs soucieux des nuisances sonores, nous traiterons des fondamentaux du rayonnement vibroacoustique. Pensez aux moteurs des véhicules électriques : une conception adaptée et un équilibrage précis peut faire la différence entre un trajet silencieux et confortable et un trajet bruyant et fatigant. Équipez-vous de ce savoir essentiel pour garantir la longévité, la performance et le confort des moteurs électriques !

Modalité : #Autonomie #Stage

Format : #Enseignant #Chercheur

Complément : #Cours #Atelier

Mécanique

Elle s’adresse aux étudiants IM, en priorité aux étudiants de début de branche à destination des filières AVI ou MARS.

Prérequis : MQ03

CS

Objectif de l’Api :

La formation a pour objectif de présenter les concepts, les outils et les méthodes utiles en bureau d’étude pour dimensionner un moteur électrique sur les aspects vibratoires et acoustiques, ou en phase de développement pour diagnostiquer les défauts des moteurs électriques (vitesse critique, défaut d’équilibrage, défaut des paliers).

Objectifs spécifiques :

• savoir calculer les modes de l’arbre en rotation (Abaqus vs Python)

• savoir interpréter un diagramme de Campbell

• savoir calculer les efforts électromagnétiques et en déduire les harmoniques à surveiller (Flux ou JMAG)

• savoir calculer les vitesses critiques de l’arbre

• savoir diagnostiquer un problème de désiquilibrage

• savoir diagnostiquer un problème de roulement

• savoir calculer la puissance acoustique rayonnée (Actran)

Objectifs transversaux :

• savoir analyser et modéliser un problème

Jour 1 :Présentation des bases théoriques

1h30 : équilibrage d'un arbre, efforts aux paliers, modes de flexion d'une poutre, fréquences des défauts de roulement

1h30 : prise en compte de la rotation de l'arbre => effet gyroscopique (modèles simples de Jeffcot => modèles EF complexes), calcul des modes, vitesse critique, diagramme de Campbell

3h : efforts électromagnétiques : bases électriques/magnétiques => Forces. Puis alimentation variateur MLI => contenu harmonique des forces => vibrations

Jour 2 : prise en main des outils

Travaux Pratiques. TP numériques en binôme, et TP sur banc en 2 parties avec une présentation de la manip pour tout le groupe, et une partie exploitation des résultats par binôme.

1h : Démo sur banc : détection de défaut d'une machine tournante (balourd statique / dynamique, roulements)

1h : Démo sur banc : flexion des arbres en rotation (vitesse critique, autocentrage)

1h : TP numérique sur Abaqus et sur code analytique Friswell

1h : TP numérique pour le calcul des efforts électromagnétiques

1h : Démo sur banc moteur avec variateur

1h : TP numérique pour le calcul du rayonnement acoustique

Jours 3-4 : Mini-projet

But : caractériser les vibrations et le rayonnement acoustique d’un moteur électrique

Données : maillages du rotor, du carter, et du stator ; données matériaux, données roulements, …

Délivrables : diagramme de Campbell, cartographie des pressions de Maxwell en harmonique spatiales et temporelles, identification des vitesses critiques et de la puissance acoustique rayonnée par le carter

- Jour 5 : Diagnostic des défauts sur un cas pratique (avec un intervenant extérieur)

Délivrable : identification de défaut d’une machine tournante à partir de mesures accélérométriques

60 % miniprojet

40 % diagnostic vibratoire

H24

15/01-19/01

20

utc

2

Travail demandé pendant l'Api : 50h

Travail demandé avant l'Api :

Travail demandé après l'Api :