L’objectif de la tâche 3 est de concevoir un entraînement électrique structurellement fiable, éco-efficient et haute température afin de réduire sa masse.
T3.1 : Accroissement des performances énergétiques avec réduction des masses
Dans un premier temps, un actionneur défini par sa fonction d’usage (exemple aéronautique ou ferroviaire) sera choisi. Cet actionneur servira de support pour définir différentes solutions qui permettront de le rendre plus ou moins compact. Un des leviers utilisé sera d’augmenter de manière significative les densités de courants, ce qui impactera la température interne de l’actionneur et nécessitera d’utiliser de nouveaux matériaux isolants. La solution inorganique haute température fera l’objet d’une comparaison avec d’autres solutions plus classiques.
Nous serons amenés à définir des prototypes aussi simples que possibles, afin d’évaluer les performances de solutions plus élaborées.
T3.2 : Réduction de l’impact environnemental global des entraînements
Dans cette sous-tâche, il s’agit de proposer des solutions innovantes et de compromis pour un meilleur impact environnemental global, compatible avec la fonction d’usage du système d’entraînement. Ceci implique la conception de prototypes de capteurs non intrusifs adaptés aux machines et aux paramètres à surveiller d’une part et, d’autre part, à l’environnement industriel. A partir des signaux fournis par ces capteurs, il faudra alors développer des méthodes de détermination des performances énergétiques et des défauts du système.
LSEE-Thermocouple dans encoches
Cette partie pourra être appliquée au suivi de l’efficacité énergétique des systèmes industriels, en association avec les entreprises partenaires, sur des sites cobayes et à une échelle significative de plusieurs dizaines d’entrainements. Enfin, à partir d’ACV, des recommandations seront définies sur les entrainements les mieux adaptés à leur fonction d’usage et leur environnement pour limiter l’empreinte environnementale : mise en place d’ACV « prédictives » sur des sites industriels cobayes.
T3.3 : Caractérisation des matériaux
Caractérisation sur cadre Epstein Haute Température
Cette sous-tâche s’attache à la caractérisation des matériaux utilisés dans les autres sous-tâches de la tâche 3 et dans la tâche 2. Ainsi, au niveau des diélectriques, on effectuera une analyse expérimentale de sous contraintes multiples extrêmes. On définira les limites de fonctionnement dans le cadre de montées en température et de forts dv/dt. On estimera les niveaux vibratoires rédhibitoires pour les matériaux inorganiques. En ce qui concerne les tôles magnétiques, l’impact des contraintes mécano-thermiques locales sur leurs performances lors des opérations de découpe et d’injection de cuivre sera évalué.
La tenue mécanique des tôles magnétiques et de leur revêtement inorganique pour des fonctionnements à hautes et très hautes températures sera également caractérisée. Enfin, une étude des performances des circuits magnétiques à tôles décalés et des circuits frittés avec montées en température et en fréquence sera effectuée.
Et en ce qui concerne les aimants permanents, nous nous attacherons à caractériser leurs limites thermiques d’utilisation.
T3.4 : Accroissement de la fiabilité structurelle des actionneurs
Afin d’analyser la fiabilité structurelle des entraînements, il faudra tout d’abord définir des procédures d’accélération du vieillissement des SIE des actionneurs sous contraintes impulsionnelles couplées aux contraintes imposées par la fonction d’usage. Ceci sous-entend le choix des équipements capables de mettre en œuvre ces procédures, et la définition des éléments du SIE qui seront vieillis artificiellement. L’estimation des impacts des techniques de production en grande série, des défauts sur la durée de vie de l’entrainement et la dégradation des performances sera également réalisée.
Organisation scientifique du projetCE2I
