Impact du procédé de fabrication des stators slinky sur les propriétés des matériaux

Impact of manufacturing process of slinky stators on the properties of material

• Auteur / Autrice : Mohamad El youssef
• Direction : Stéphane Clénet, Adrien Van Gorp
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique-matériaux
• Date : Soutenance le 21/12/2017
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP) - Laboratoire d'Energétique, d'Electronique et Procédés
• Jury : Président / Présidente : Afef Kedous-Lebouc
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Clénet, Adrien Van Gorp, Noureddine Takorabet, Sophie Personnaz, Abdelkader Benabou
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Eric Hug, Laurent Daniel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Machines électriques

Génie mécanique

Matériaux -- Propriétés magnétiques

Mots clés libres

Matériau magnétique doux

Caractérisation

Procédés

Soft magnetic material

Characterization

Process

Résumé

La machine synchrone à griffes est un dispositif très utilisé comme alternateur dans l’automobile. La fabrication de cette machine, produite en masse, met en œuvre des procédés impactant les caractéristiques des matériaux ferromagnétiques et donc, in fine , les performances de l’alternateur. Ce travail de thèse est donc consacré à étudier l’impact du processus de fabrication d’un stator Slinky (basé sur un enroulement d’une bande de tôle plutôt qu’un empilement) sur les propriétés magnétiques. Pour ce faire, une première partie du travail consiste à quantifier l’impact de chaque procédé mis en œuvre. Le but est de séparer les procédés les plus fortement impactant. Une campagne de caractérisation magnétique, sur des échantillons prélevés avant et après chaque procédé, a été réalisée. Les résultats montrent que le procédé d’enroulement est l’étape la plus destructive à cause des déformations et des contraintes engendrées dans le plan de la tôle à la fois en traction et en compression. L’optimisation de ce procédé nécessite donc d’établir le lien entre les propriétés mécaniques et magnétiques. Nous proposons une nouvelle méthode de caractérisation magnéto-mécanique. Elle permet de réaliser une caractérisation magnétique sous chargement uni axial en traction et en compression. Enfin, nous présentons des résultats montrant l’évolution du comportement magnétique, d’un matériau FeSi NO, en fonction de la déformation et de la contrainte appliquée.

The synchronous claw pole machine represents a widely used device, as an alternator, in the automobile industry. The production of this machine implements a line of several processes which impact the characteristics of ferromagnetic materials and, ultimately, the performance of the alternator. Therefore, this work is devoted to studying the impact of the manufacturing processes of a Slinky stator (based on a rolled sheet metal strip rather than stacked sheets) on the magnetic properties. To reach our goal, a first task consists in quantifying the impact of each manufacturing process. The aim is to separate the most detrimental processes. Thus, a magnetic measurement campaign was carried out on samples withdrawn before and after each process.The results show that the rolling step represents the most detrimental process due to the generated stresses and strains in the plane of the sheet in both modes (tension and compression). Therefore, the optimization of this process requires setting up the link between the mechanical and magnetic properties. Hence, we propose a new method of magneto-mechanical characterization. It enables to carry out magnetic measurements under uniaxial loading (tension and compression). Finally, we present results showing the evolution of the magnetic behavior of a FeSi NO material depending on the applied stress and strain.