Conception et optimisation d’unmoteur à courant continu sans balais(BLDC)

Abstract

L'étude de l'optimisation des machines à courant continu sans balais avec le logiciel de simulation ANSYS Maxwell vise à améliorer les performances électromagnétiques de ces machines. L'objectif est d'optimiser leur conception pour obtenir une meilleure efficacité, une plus grande puissance et un fonctionnement plus fiable. L’analyse du comportement électromagnétique des machines en fonctionnement continu sans balais permet de tenir compte de facteurs tels que le flux magnétique, les pertes, les forces électromagnétiques et les performances thermiques. Ces évaluations permettent de comprendre les points faibles et les domaines d’amélioration des machines et d’explorer diverses configurations et paramètres de conception. L'optimisation de la machine synchrone sans balais se fait généralement en utilisant des algorithmes d'optimisation, tels les méthodes d'optimisation itérative, comme la méthode de descente de gradient ou la méthode du lagrangien augmenté. Ces méthodes permettent de trouver les paramètres de conception optimaux, tels que les dimensions du rotor et du stator, la géométrie des encoches, les matériaux utilisés, les bobinages. L’étude de l’optimisation de la machine actuelle non équilibrée avec l’outil de simulation ANSYS Maxwell vise à améliorer les performances électromagnétiques de ces machines à travers des analyses approfondies et des techniques d’optimisation de pointe. Cela permet d’améliorer la conception de la machine, d’augmenter son efficacité énergétique et de créer des systèmes plus fiables et plus efficaces.

تهدف دراسة تحسين آلات التيار المستمر بدون فرشاة باستخدام برنامج محاكاة اناسياس ماكسويل إلى تحسين الأداء الكهرومغناطيسي لهذه الآلات. الهدف هو تحسين تصميمها لتحقيق المزيد من الكفاءة والقوة والموثوقية. يسمح تحليل السلوك الكهرومغناطيسي للآلات في التشغيل المستمر بدون فرشاة بمراعاة عوامل مثل التدفق المغناطيسي والفقدان والقوى الكهرومغناطيسية والأداء الحراري. تساعد هذه التقييمات على فهم نقاط الضعف ومجالات تحسين الآلة واستكشاف مختلف التكوينات ومعلومات التصميم.يتم تحسين محرك التيار المستمر بدون فرشاة بشكل عام باستخدام خوارزميات التحسين، مثل طريقة العناصر المحدودة(FEM) جنبًا إلى جنب مع طرق التحسين التكرارية، كطريقة هبوط التدرج أو طريقة لاغرانج المعززة. هذه الطرق تجعل من الممكن العثور على معلمات التصميم المثلى، مثل أبعاد الدوار والستاتور، وهندسة الشق (الفتحات)، والمواد المستخدمة، واللفات، وما إلى ذلك.في الختام، تهدف دراسة تحسين الآلة الحالية غير المتوازنة باستخدام أداة المحاكاة اناسياس ماكسويل إلى تحسين الأداء الكهرومغناطيسي لهذه الآلات من خلال التحليلات المتعمقة وتقنيات التحسين المتقدمة. هذا يحسن تصميم الآلة ويزيد من كفاءة الطاقة ويخلق أنظمة أكثر موثوقية وكفاءة.

The study of the optimization of brushless DC machines with the ANSYS Maxwell simulation software aims to improve the electromagnetic performance of these machines. The goal is to optimize their design to achieve greater efficiency, power and reliability.The analysis of the electromagnetic behaviour of machines in continuous brushless operation allows to take into account factors such as magnetic flux, losses, electromagnetic forces and thermal performance. These assessments help to understand weaknesses and areas for machine improvement and explore various configurations and design parameters.The optimization of the brushless DC machine is generally done using optimization algorithms, such as finite element method (FEM) combined with iterative optimization methods, as the gradient descent method or the augmented lagrangian method. These methods make it possible to find optimal design parameters, such as rotor and stator dimensions, notch geometry (slots), materials used, windings, etc.In conclusion, the study of the optimization of the current unbalanced machine with the simulation tool ANSYS Maxwell aims to improve the electromagnetic performances of these machines through in-depth analyses and advanced optimization techniques. This improves the design of the machine, increases its energy efficiency and creates more reliable and efficient systems.