Fondamentaux: moment d'une bobine à noyau

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Fondamentaux: moment d'une bobine à noyau

Messagepar mutantape » Mer 04 07 , 2012 11:43

En prevision de l'achat d'un véhicule electrique, je revise un peu la théorie du moteur synchrone.

Or je ne vois pas de description claire de ce qui se passe lorsque l'on introduit un noyau de fer dans une spire par exemple rectangulaire (j'ai bien sûr en tête le fonctionnement d'un rotor bobiné de moteur synchrone).

Le champ produit par un electroaimant est multiplié par la presence du fer (dans la proportion de la perméabilité magnétique µ)
En théorie, le moment magnétique crée dans un matériau magnetique parfait est M = (µ -1) H
Cependant dans les théories sur les moteurs, utilisant les forces de Laplace, on ne voit jamais intervenir le fer du rotor, on semble ne considérer la spire que comme si elle était nue (dans le vide).

Or d'aucuns soulignent que le champ magnétique (par exemple dans le cas d'un moteur à courant continu) est tres faible sur les conducteurs en cuivre situés dans les encoches (le flux arrivant sur le rotor voit en prallèle les parois des encoches métallique donc de faible reluctance, et les encoches elle même remplies d'air et de cuivre, donc de haute reluctance, et va donc choisir de passer préférentiellement par les parois plutot que par le cuivre)

Du coup il faudrait remplacer le calcul des forces de Laplace sur les conducteurs par une interaction entre le champ magnétique du stator et le moment magnétique du rotor, dans la masse du fer.
Mais si le couple est le produit vectoriel du champ et du moment magnétique, il me semble qu'on fera apparaitre µ au carré car à la fois M et B dpendent du H qui les a produit d'un facteur d'environ µ. Ce µ^2 me parait anormal.

Et dans le moteur synchrone, le moment produit par le rotor est-il bien µ.N.I (N nombre de spires, I courant qui les traverse)?
Quel est vraiment le rôle du fer dans le rotor? Juste la fermeture du circuit magnétique, ou il multiplie effectivement champ et moments par µ comparé aux bobinages nus, aussi bien au rotor qu'au stator ?

Si quelqu'un a une vue plus fraiche et exacte de la théorie, il est le bienvenu...
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Re: Fondamentaux: moment d'une bobine à noyau

Messagepar Dodécaèdre » Mer 04 07 , 2012 12:00

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Re: Fondamentaux: moment d'une bobine à noyau

Messagepar mutantape » Mer 04 07 , 2012 21:04

En fait j'avais été sur cette page web, et l'article, ainsi que les discussions qui l'accompagnent, sont plus à l'origine de mes questions qu'ils ne m'ont fourni de réponses...

Mais la situation s'éclaircit: j'avais mal lu et en fait la susceptibilité magnétique X ne vaut pas µ - 1 mais µr - 1, c'est donc plutot une permeabilité relative.
Je m'oriente vers un calcul de ce type :
L'excitation magnétique Hs créée par le stator produit dans le fer du rotor un champ Bs = µ0 (Hs+Ms)
L'excitation magnétique Hs créée par le stator produit dans le fer du rotor un champ Br = µ0 (Hr+Mr)

Les composantes du champ issues du moment magnétiques sont toute deux liées au même solide et ne peuvent donc produire que des forces internes qui vont s'annuler dans un solide indéformable.
Les champs n'agissent pas sur les champs.
Reste donc l'action de µ0Hs sur Mr qui produira le couple moteur et µ0Hr sur Ms qui produira le couple de reaction (le rotor s'appuie sur le stator pour tourner).
Le couple sera de la forme µ0Hs.Mr. sin(a) a angle entre Hs et Mr (produit vectoriel)
soit µ0 Hs µr Hr.sin(a) = µHsHr.sin(a) = Bs.Hr.sin(a)

Mais je n'arrive pas encore à retomber sur une formule de couple connue à partir de là. Je continue à bucher la question.

Sinon ma formule de moment pour le rotor d'un moteur synchrone serait sans doute plus µN.I.S
mutantape
 
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