Prédiction des vibrations du stator d'une machine à réluctance variable en fonction du courant absorbé

(Reçu le 21 juin 1996, révisé le 14 octobre 1996, accepté le 4 novembre 1996)

Abstract
In order to predict the radial vibration of the stator core of a Doubly Salient Switched Reluctance Motor (D.S.S.R.M.), different causes of vibrations are considered. In this kind of machine, electromagnetic stress is found to be the most significant cause of vibrations. The local magnetic stress distribution, depending on magnetic field and finally on the phase current, is calculated in the case of an unsatured operation. This magnetic stress acts in two ways: a tangential force (torque) and a radial attractive force. This radial force excites the vibration modes of the stator, this vibration behaviour is measured in the aligned position and is identified as a transfert function. Finally several experiments show the good accuracy of this simple model. This model will be later used to study the effect of phase current and of static converter on vibration and acoustic noise emitted by the D.S.S.R.M.

Résumé
L'étude du bruit et des vibrations dans le matériel électrique fait intervenir plusieurs systèmes physiques couplés. Le modèle complet est complexe et ne permet pas d'études paramétriques simples de la structure de la machine, de son alimentation et cela pour différents points de fonctionnement. Dans cet article est présenté un modèle simple permettant de prédire l'accélération radiale d'un Moteur à Réluctance Variable à Double Saillance (M.R.V.D.S.) en fonction du courant d'alimentation. Ce modèle permettra d'étudier ultérieurement l'influence de l'alimentation sur le comportement vibratoire de la machine. En premier lieu, les différentes sources de vibrations d'une machine tournante sont évoquées, pour finalement ne s'intéresser qu'aux efforts d'origine magnétique qui sont prépondérants dans les M.R.V.D.S. Le calcul de ces efforts en fonction du courant est présenté dans le cas d'une machine fonctionnant en régime linéaire (sans saturation magnétique). Ces efforts sont décomposés en une force tangentielle créant le couple de rotation et une force radiale ne créant aucun couple. Les formulations sont appliquées à une M.R.V.D.S. de type 6/4 d'une puissance de 30 W. Une identification expérimentale du comportement vibratoire de la machine à rotor bloqué et en monophasé permet de connaître la réponse de la structure à ces efforts magnétiques. Cette réponse mécanique est identifiée à une fonction de transfert. Le modèle complet prend en compte l'alimentation de la machine, la relation entre le courant d'ajimentation et les efforts ainsi que la réponse vibratoire de la machine à ces efforts. Enfin des résultats expérimentaux originaux permettent de valider le modèle dans le cadre des hypothèses définies.