Module 1 : Conception de machines électriques de traction automobileMOT/ELECTECH

Pour qui ?

  • Cette formation vise à spécifier les besoins et la performance des machines électriques en intégrant les spécificités du monde automobile dès la conception, le process, le développement et la spécification. Pour cela, le module permet de concevoir, modéliser, tester et simuler les machines électriques des entraînements électriques afin d’acquérir une bonne vision des métiers liés à aux machines électriques des GMP électrifiés.
Public :
  • Cette formation s’adresse aux ingénieurs et techniciens de conception ou d’essais, souhaitant concevoir, développer, modéliser, simuler ou utiliser des entraînements électriques ou des machines électriques dans le cadre de projets électriques et hybrides en y associant les contraintes techniques et économiques du monde des transports.

Niveau : Expertise

Programme

  • FONDAMENTAUX DE L’ÉLECTROTECHNIQUE

      • Rappels d’électrotechnique : mesures et grandeurs électriques, notion de courant, tension, puissance électrique, circuits électriques ; composants d’électrotechnique ; circuits magnétiques ; production des champs magnétiques ; forces magnétiques ; induction électromagnétique ; impédances ; inductance ; calculs vectoriels des tensions, des courants et des puissances ; pertes, rendement, dimensions des machines électriques ; transformateurs réels et idéaux et monophasés et triphasés. Technologies de refroidissement
      • Applications : conception de circuits simples permettant d’illustrer et d’appliquer toutes ces notions fondamentales sur la base de programmes de calcul et de simulation.
  • TECHNOLOGIE DES MOTEURS & GÉNÉRATRICES À COURANT CONTINU

      • Moteur et génératrice à courant continu : principe de fonctionnement ; technologies, contraintes d’implantation et de conception ; process de fabrication, aspects industriel et économique; exemples d’application sur véhicule.
      • Caractéristiques en couple des machines ; circuit électrique équivalent ; paramètres dimensionnant ; modélisation simple et simulation d’une machine à courant continue ; principes de la commande en couple.
      • Application : modélisation et simulation simple d’une machine à courant continu permettant d’illustrer toutes ces notions fondamentales.
  • TECHNOLOGIE DES MOTEURS & GÉNÉRATRICE ASYNCHRONE

      • Moteur et génératrice asynchrone : principe de fonctionnement ; technologies, contraintes d’implantation et de conception ; process de fabrication, aspects industriel et économique; exemples d’application sur véhicule.
      • Caractéristiques en couple des machines ; circuit électrique équivalent ; paramètres dimensionnant ; modélisation simple et simulation d’une machine à courant asynchrone ; principes de la commande en couple.
      • Application : modélisation et simulation simple d’une machine asynchrone permettant d’illustrer toutes ces notions fondamentales.
  • TECHNOLOGIE DES MOTEURS & GÉNÉRATRICE SYNCHRONE

      • Moteur et génératrice synchrone : principe de fonctionnement ; technologies, contraintes d’implantation et de conception ; process de fabrication, aspects industriel et économique; exemples d’application sur véhicule.
      • Caractéristiques en couple des machines ; circuit électrique équivalent ; paramètres dimensionnant ; modélisation simple et simulation d’une machine synchrone; principes de la commande en couple
      • Application : modélisation et simulation simple d’une machine synchrone permettant d’illustrer toutes ces notions fondamentales.
  • CONCEPTION DES MACHINES ÉLECTRIQUES

      • Choix des architectures et des technologies à partir d’un cahier des charges de traction. Intégration des contraintes PRF, évolution des marchés des matières premières, des contraintes process dès la phase initiale de conception.
      • Modélisation et simulation de machines électriques à partir de circuits équivalents : Approche généralisée, équations de Park. Calcul du flux et du couple des machines. Modélisation et simulation des machines électriques à partir de logiciels de calcul (Excel ou Matlab) et FEAD 2D ou 3D des champs électromagnétiques. Comparaison entre modèles et réalité avec et sans contrainte process. Identification des paramètres du modèle. Identification des paramètres critiques de conception. Méthodologie de dimensionnement et démarche de calcul d’une machine électrique.
      • Analyse des caractéristiques d’une machine réelle. Création et calibration d’un modèle sous Matlab-Simulink. Modélisation et simulation d’une machine synchrone.
      • Calcul des pertes thermiques des machines électriques, calcul du rendement, règles de dimensionnement des machines électriques.
      • Refroidissement :, dimensionnement des circuits de refroidissement.
      • Application : modélisation et simulation d’une machine synchrone permettant d’illustrer toutes ces notions fondamentales. Calculs avec ou sans contrainte process.
      • Application : projet de conception d’un protype de machine synchrone permettant d’illustrer et de mettre en œuvre toutes les notions de conception de machine électrique. La machine électrique ainsi réalisée sera utilisée dans l’ensemble des modules, ce projet servira de fil rouge tout au long de la formation. L’électronique de puissance conçue au cours du module 2 et les lois de commandes conçues au module 3, et éventuellement le Pack batterie qui pourrait être conçu au modules 4, permettront de réaliser un entraînement électrique complet.
  • MESURES & ESSAIS DES MACHINES ÉLECTRIQUES

      • Mise en application des mesures et des grandeurs électriques. Utilisation des voltmètres, ampèremètres, oscilloscope, wattmètres, couplemètre.
      • Identification des caractéristiques des machines par des essais types : balayage de charge et de régime. Mesures rotor bloqué, fonctionnement à vide et en charge de la machine.
      • Mise en application des notions “système” des entraînements électriques : électronique de puissance, électronique de commande et machine électrique par la mise en place d’un montage.
      • Mise en application des modèles simples d’électrotechnique : identification des caractéristiques des modèles par des essais. Comparaison entre modèle et mesures.
      • Applications : conception des essais, mise en place des essais, de l’instrumentation et mesures pour les technologies suivantes :
      • Machine à courant continu.
      • Machine asynchrone.
      • Machine synchrone.

Objectifs

  • Vous serez capable de :
  • dialoguer et négocier les éléments d’un cahier des charges et les compromis de conception et du process des machines électriques,
  • expliquer le fonctionnement, concevoir, dimensionner, modéliser et simuler des machines électriques,
  • effectuer des choix d’architecture,
  • intégrer les contraintes liées au process de fabrication et d’intégration,
  • appliquer les besoins d’adaptation fonctionnelle à la traction automobile.

Pédagogie

  • Exercice de modélisation et simulation d’une machine à courant continu, d’une machine asynchrone, d’une machine synchrone, un mini-projet de conception et de fabrication d’une machine électrique, de démontage rapide et d’examen de pièces et d’exemples concrets des divers domaines (auto, poids lourd, off-road).