Comparaison des avantages et des inconvénients des performances NVH entre les moteurs synchrones à aimant permanent et les moteurs à fil plat

​Un moteur synchrone à aimant permanent (PMSM) est un type de moteur qui utilise des aimants permanents dans une structure de moteur synchrone. Il se compose d'un stator, d'un rotor et d'aimants permanents. Le principe de fonctionnement d'un PMSM est basé sur les lois de l'induction électromagnétique et de la force électromagnétique. Lorsque le moteur est alimenté, le courant dans le stator génère un champ magnétique qui interagit avec le champ magnétique des aimants permanents du rotor, produisant ainsi un couple. Le couple appliqué au rotor le fait tourner, permettant au moteur de fonctionner.

Les mécanismes de génération de bruit dans les PMSM incluent principalement les ondulations de couple et les ondes de force radiale. L'ondulation du couple se produit en raison de l'instabilité de la production de couple, qui peut résulter d'une inhomogénéité du champ magnétique, d'une instabilité du courant statorique ou d'une asymétrie du rotor. L'ondulation du couple entraîne des vibrations et du bruit du moteur.

Les ondes de force radiale sont générées en raison de l’inhomogénéité du champ magnétique dans le moteur. Pendant le fonctionnement, une répartition inégale du champ magnétique entre le stator et le rotor provoque des forces radiales sur le rotor. Ces forces radiales induisent des vibrations et du bruit.

Par conséquent, pour réduire le bruit dans les PMSM, il est essentiel de s’attaquer aux ondulations de couple et aux ondes de force radiale. Ceci peut être réalisé en améliorant la conception du moteur et les processus de fabrication afin d’améliorer la stabilité du couple et l’uniformité du champ magnétique. De plus, une sélection appropriée de matériaux à aimants permanents et une réduction de la température de fonctionnement peuvent également contribuer à réduire les niveaux de bruit.

Un moteur à fil plat est un type de moteur dans lequel les bobines sont enroulées dans une configuration plane. Il se compose d'un stator, d'un rotor et de bobines. Le principe de fonctionnement d'un moteur à fil plat repose également sur les lois de l'induction électromagnétique et de la force électromagnétique. Lorsqu'il est alimenté, le courant dans le stator génère un champ magnétique qui interagit avec le champ magnétique des bobines du rotor, produisant un couple. Le couple appliqué au rotor le fait tourner, permettant au moteur de fonctionner.

Les mécanismes de génération de bruit dans les moteurs à fil plat comprennent également des ondulations de couple et des ondes de force radiale. L'ondulation du couple résulte de l'instabilité de la production de couple, qui peut être causée par une inhomogénéité du champ magnétique, une instabilité du courant de bobine ou une asymétrie du rotor. L'ondulation du couple entraîne des vibrations et du bruit du moteur.

Les ondes de force radiale sont générées en raison de l’inhomogénéité du champ magnétique dans le moteur. Pendant le fonctionnement, une répartition inégale du champ magnétique entre le stator et le rotor provoque des forces radiales sur le rotor, entraînant des vibrations et du bruit.

Pour réduire le bruit dans les moteurs à fil plat, il est nécessaire de prendre en compte les ondulations de couple et les ondes de force radiales. Ceci peut être réalisé en améliorant la conception du moteur et les processus de fabrication afin d’améliorer la stabilité du couple et l’uniformité du champ magnétique. De plus, une sélection appropriée des matériaux de bobine et une réduction de la température de fonctionnement peuvent contribuer à réduire les niveaux de bruit.

Par rapport aux PMSM, les moteurs à fil plat offrent les avantages suivants en termes de NVH (bruit, vibration et dureté) :

• ​Moins de bruit: En raison de leur conception structurelle unique, les moteurs à fil plat peuvent réduire la génération de bruit électromagnétique. Ils produisent moins de bruit électromagnétique pendant le fonctionnement par rapport aux PMSM.

• ​Vibrations inférieures: La conception structurelle des moteurs à fil plat minimise les vibrations mécaniques. Ils présentent des niveaux de vibrations mécaniques inférieurs à ceux des PMSM.

• ​Rigidité plus élevée: Les moteurs à fil plat ont une rigidité structurelle plus élevée, ce qui réduit la transmission et la propagation des vibrations mécaniques. Ils démontrent une meilleure rigidité structurelle pendant le fonctionnement par rapport aux PMSM.

• ​Meilleures performances à basse vitesse: Les moteurs à fil plat fonctionnent bien à basse vitesse, réduisant ainsi le bruit et les vibrations pendant le fonctionnement.

Il est important de noter que ces avantages sont relatifs et n’impliquent pas que les moteurs à fil plat sont supérieurs aux PMSM à tous égards. Dans les applications pratiques, les différences de performances entre les moteurs à fil plat et les PMSM doivent être évaluées de manière exhaustive en fonction des exigences réelles et des besoins du système afin de sélectionner le type de moteur approprié.