Analyse, optimisation et réalisation d'un contrôleur de machine synchrone à aimants permanents, pour des applications de vélo électrique

Résumé

Ce projet de maîtrise est un partenariat entre l’École de Technologie Supérieure de Montréal et l’entreprise Procycle. Cette dernière, souhaite améliorer le contrôleur de leurs Machines Synchrones à Aimants Permanents, qui se trouve dans leurs vélos électriques. En effet, la société aimerait ainsi augmenter les performances des vélos, c’est-à-dire augmenter l’autonomie, améliorer l’aspect thermique, garantir une fonctionnalité à long terme et posséder une propriété intellectuelle du nouveau contrôleur. Ces travaux présentent, dans un premier temps, un rapport de performance des contrôleurs MSAP, utilisés par l’entreprise. Chacun de ces contrôleurs est évalué sur les critères suivants : les formes d’onde, leur spectre fréquentiel, l’aspect thermique et le calcul du rendement. Dans l’ensemble, les contrôleurs ont des rendements en dessous de la normale, qui est due à la commande ou aux pertes. Deux d’entre eux, dont la dernière version utilisée par l’entreprise, montrent des signes de dégradation à court terme. Ce rapport de performance amène le besoin de refaire un contrôleur, pour augmenter l’efficacité ainsi que la durabilité du produit. Les résultats obtenus ont montré que les améliorations devaient se concentrer sur l’aspect thermique. Par la suite, ce mémoire met l’accent sur la conception d’un convertisseur Flyback, capable de convertir une haute tension provenant de la batterie, vers une basse tension alimentant les systèmes de contrôle. Ce convertisseur offre la particularité d’utiliser un transformateur planaire, dont le dimensionnement est plus complexe en terme d’espacement mécanique et de contraintes électriques. En effet, les enroulements (qui se trouvent être sur le PCB), sont limités par l’espace disponible dans le noyau magnétique. Une méthode de conception de transformateur planaire est proposée, puis validée par une simulation. Après avoir dimensionné toutes les autres sections du nouveau contrôleur, des PCB sont realizes puis présentés avec l’option 3D du logiciel Altium, afin de visualiser le résultat final.

Date	10 janv. 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Handy Fortin Blanchette (Directeur(-trice))