Polytech Projets Ge

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h1=. P13A08 Modélisation et simulation d’un moteur roue

p=. !https://forge.clermont-universite.fr/attachments/download/16443/moteur_20140122195528_20140122200104.png!

p=. Polytech' Clermont-Ferrand

Génie Electrique

Projet 2013 GE5A

Sujet: P13A08

*Entreprise / Client* :

Département Génie Physique de Polytech' Clermont-Ferrand représenté par M. Lionel BATIER

*Responsable Projet* : M. Rafik SMAALI

*Tuteur industriel* : M. Pascal FICKINGER

*Tuteur technique* : M. Christophe PASQUIER

*Equipe de projet* :

GE2: Jaouad FARIS / Mohamed OUAMEUR / Thomas ROUSSEAU.

GE3: Jaouad FARIS / Mohamed OUAMEUR.

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h2=. Plan

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[[1. Résumé]] 

[[2. Abstract]] 

[[3. Introduction]] 

[[4. Présentation du Sujet]] 

[[5. Cahier des Charges]] 

[[6. Développement]] 

p(((. [[1. Problématiques]] 

[[2. Faisabilité]] 

[[3. Etude Théorique]] 

[[4. Démarches]] 

[[5. Solutions]] 

[[7. Travail complémentaire]] 

p(((. [[1. Etude thermique]]

[[2. Etude d'une proposition]] 

[[8. Gestion de Projet]]

p(((. [[1. W.B.S.]] 

[[2. Gantt]] 

[[9. Notes d'application]] 

p(((. [[1. sujet 1]]

[[2. sujet 2]] 

[[10. Bilan]] 

p(((. [[1. Etat d'avancement]] 

[[2. Analyse Critique]] 

[[3. Perspectives]] 

[[11. Bibliographie]]

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h2=. Résumé

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h2. Ce projet intitulé "Modélisation, simulation et optimisation d’un moteur roue" a pour objectif de créer et valider un modèle du moteur roue. Ce moteur a pour mission de faire avancer la voiture solaire Bélénos développée par le département Génie Physique de Polytech Clermont-Ferrand.

h2. Le projet proposé par le département Génie physique vise à contribuer au succès de la construction de la voiture Bélénos en montrant les performances du moteur roue en simulation.

h2. Proposé en 2012/2013, le projet n’a pas abouti au résultat attendu par faute de temps, puisque le moteur a été modélisé uniquement en 2D.

h2. L'objectif de cette année est de créer un nouveau modèle en 3D et optimiser le dimensionnement de la machine afin d’obtenir un rendement optimale.

h2. MOTS CLES: Energie renouvelable, Champ magnétique, Machine sans balais, Modélisation, Simulation, Force de Laplace, Puissance, Couple.

*%{color:red}Haut de page%*

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h2=. Résumé

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h2. This project entitled “Modelling, simulation and optimization of a motor-wheel” aims to create and to validate a model of the motor-wheel. This engine has for mission to make the solar car Bélénos move; it is developed by the department of Engineering Physics of Polytech Clermont-Ferrand.

h2. The project proposed by the department of Engineering Physics aims to contribute to the success of the construction of the car Bélénos by showing the performances of the motor-wheel in simulation.

h2. Proposed in 2012/2013, the project had not the result waited by, for lack of time, because the engine was only modelled in 2D.

h2. The objective of this year is to create a new model in 3D and to optimize the sizing of the engine to obtain an optimal efficiency.

h2. KEYWORDS: Renewable Energy, Magnetic field, Brushless machine, Modeling, Simulation, Laplace Force, Power, Torque.

*%{color:red}Haut de page%*

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h2=. Introduction

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h2. Dans le cadre d’un enjeu environnemental grandissant, notre client, le département Génie Physique a développé une voiture solaire « Bélénos ». En utilisant les énergies renouvelables, ce système d'innovation est un produit répondant strictement aux besoins de se développer de manière propre et durable. Afin de résoudre une partie des problèmes de pollution et de crise énergétique, ce projet propose une solution dans les domaines de l'électrotechnique, l'électromagnétique, l'électronique de puissance etc.

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h2=. Figure 01: Voiture Bélénos développée par le Génie Physique de Polytech Clermont-Ferrand

*%{color:red}Haut de page%*

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h2=. Présentation du Sujet

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Le projet intitulé modélisation, simulation et optimisation d’un moteur roue a pour objectif de créer et valider un modèle du moteur roue. Ce moteur a pour mission de faire avancer la voiture solaire Bélénos développée par le département Génie Physique de Polytech’ Clermont-Ferrand en transformant l’énergie électrique en énergie mécanique. Afin d’améliorer les performances du moteur, les modifications des paramètres de construction seront faites après la simulation à l’aide du logiciel *COMSOL MULTIPHYSICS* basé sur la méthode des éléments finis.

*%{color:red}Haut de page%*

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h2=. Cahier des Charges

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h2<. +*%{color:red}Etude Théorique%*+ 

Pour leur voiture « Bélénos », le département du génie Physique a besoin d’un moteur roue « brushless » (absence de balais) à flux axial *%{color:red}[Voir figure 02 et 03]%* avec rotor disque et la génération du champ magnétique axial pour maximiser le rendement.

(L'absence de balais et de collecteur se traduit par une durée de vie plus longue qui rend une meilleure fiabilité de dispositif).

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h3=. Figure 02: Flux axial et flux radial

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h3=. Figure 03: Coupe de modèle 3D mécanique du moteur roue

h2<. +*%{color:red}2-Caractéristiques Électriques du moteur%*+ 

h2. Pour pouvoir simuler et tester les différents paramètres du moteur il est demandé de respecter les caractéristiques électriques suivantes:

h2(((. - Couple 0< C <90 N.m

- Vitesse de rotation 0 < n < 1061 tr/min

- Tension d'alimentation 99 < U < 155 V

- Courant nominal 12 < I < 30 A

Toutes ces caractéristiques correspondent aux valeurs que le moteur ne doit pas dépasser lorsque la voiture franchit une pente de 15%. C'est à partir de ces valeurs maximales d’utilisation du moteur que nous réaliserons nos simulations

h2<. +*%{color:red}3-Caractéristiques Mécaniques du moteur%*+ 

Pour modéliser le moteur il faudra respecter ses caractéristiques géométriques et ses caractéristiques mécaniques.

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h3=. Figure 04: Forme trapézoïdale des aimants

p=. !!

h3=. Figure 05 : Positionnement des rayons