MODELING MAGNETO-THERMAL COUPLING APPLIED TO ELECTROMAGNETIC RETARDERS
MODELISATION DU COUPLAGE MAGNETO-THERMIQUE APPLIQUÉE AUX RALENTISSEURS ÉLECTROMAGNÉTIQUES
Résumé
The industrial design of induced-current braking systems involves the analysis of the phenomena involved during their operation, and in particular coupled magneto-thermal phenomena.
A finite element method has been developed, which consists in coupling two computer codes, one specialized in magnetism, and the other in thermal.
The electromagnetic part of the problem has been the subject of specific developments, such as:
- taking into account the thermal dependence of the B (H) characteristics of steel, using an analytical model:
- The consideration of cooling fins for the calculation of the torque, using step-by-step techniques in time with movement, and, much faster, homogenization;
the taking into account of deformations due to thermomechanical stresses, by using transformed finite elements rather than remeshing;
a 3D calculation mode of the induced currents due to the movement, based on the T-Q formulation, the Petrov-Galerkine method, an adaptively relaxed Newton-Raphson method, and the use of pyramidal connection elements.
La conception industrielle de systèmes de freinage à courants induits passe par l'analyse des phénomènes mis en jeu lors de leur fonctionnement, et notamment les phénomènes couplés magnéto-thermiques.
Une méthode à base d'éléments finis a été développée, qui consiste à coupler deux codes de calcul, l'un spécialisé en magnétisme, et l'autre en thermique.
La partie électromagnétique du problème a fait l'objet de développements spécifiques, tels :
-la prise en compte de la dépendance thermique des caractéristiques B(H) de l'acier, à l'aide d'un modèle analytique :
-la prise en compte d'ailettes de refroidissement pour le calcul du couple, à l'aide de techniques de pas-à-pas dans le temps avec mouvement, et, beaucoup plus rapides, d'homogénéisation ;
-la prise en compte de déformations dues aux contraintes thermo-mécaniques, en utilisant des éléments finis transformés plutôt qu'un remaillage ;
-un mode de calcul 3D des courants induits dus au mouvement, basé sur la formulation T-Q., la méthode de Petrov-Galerkine, une méthode de Newton-Raphson relaxée de façon adaptative, et l'emploi d'éléments de raccordement pyramidaux.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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