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Etude des vibrations des machines a reluctance variable : influence des caracteristiques geometriques et de l'excentricite rotorique

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Jan. 1, 2000

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Les vibrations et le bruit acoustique produit par les machines a reluctance variable sont dus aux forces electromagnetiques radiales. En effet ces forces agissent au niveau des dents du stator et excitent differents modes propres de la machine. Afin de reduire les vibrations, nous pouvons intervenir de deux facons, soit au niveau de la commande, soit sur la structure geometrique de la machine. C'est en considerant ce deuxieme procede que nous avons choisi d'aborder le probleme de la reduction du bruit qui passe par une diminution des vibrations d'origine magnetique. En outre, tous les elements mecaniques constituants la machine ne contribuent pas de la meme facon a son comportement vibratoire : le stator est de loin l'element le plus important. Dans la premiere partie, notre travail a ete organise autour d'une etude parametrique en vue de quantifier l'influence de la geometrie du stator sur les vibrations d'une mrv 6/4. Cette etude a mis en evidence l'importante influence de l'epaisseur de la culasse par rapport aux autres parametres geometriques sur la reduction des vibrations. Une analyse simultanee des performances electromagnetiques et elastiques nous a permis de proposer une structure moins bruyante. Une variation douce de la force radiale autour de sa valeur maximale peut reduire son contenu harmonique, ce qui diminue les vibrations. L'inclinaison des encoches rotoriques permet d'adoucir la variation de la force radiale et d'avoir un relachement moins brutal. A cet effet, nous avons consacre la deuxieme partie a l'influence de l'inclinaison des encoches rotoriques et/ou statoriques sur les vibrations d'origine magnetique. Dans la derniere partie, nous avons etudie les effets de l'excentricite rotorique sur le comportement electromagnetique et vibratoire de la mrv. Nous avons considere deux types d'excentricite : statique et dynamique. Au debut, nous avons determine la distribution des efforts electromagnetiques ainsi que l'evolution de l'attraction magnetique desequilibree generee par le decentrage. La determination des forces electromagnetiques passe par l'application de la methode des elements finis bidimensionnelle en tenant compte du couplage magnetoelectrique. Le calcul se fait en deux etapes : nous effectuons d'abord le calcul du champ magnetique en tenant compte des phenomenes de saturation et du mouvement du rotor, ensuite nous procedons a l'application locale du principe des travaux virtuels afin d'obtenir la distribution spatiale des efforts. Enfin, nous avons quantifie l'influence de la saturation et la connexion parallele du bobinage statorique sur la reduction des effets de l'excentricite. Des mesures experimentales des accelerations ont ete effectue afin de mettre en evidence les effets du decentrage et de la connexion parallele sur le comportement vibratoire de la mrv.