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Contexte

Grâce à son efficacité et sa densité de puissance, la famille des moteurs synchrones à aimants permanents est la plus adaptée aux systèmes de propulsion électriques appliqués à l’aviation. Cependant, les moteurs synchrones à aimants permanents génèrent une force contre-électromotrice dont l’amplitude est directement proportionnelle à la vitesse de rotation, et qui s’oppose à la tension d’alimentation. Lorsque la vitesse du moteur augmente, il y a un point d’opération où la tension d’alimentation n’est plus suffisante pour combattre la force contre-électromotrice et opérer au couple maximal.

Typiquement, au-delà de ce point, on utilise la stratégie de défluxage afin d’augmenter la vitesse du moteur, au coût d’une diminution du couple disponible. Ce mode d’opération n’est d’aucune aide pour la propulsion aéronautique, qui nécessite de maximiser le couple et la vitesse du moteur simultanément et par le fait même sa densité de puissance.

Des solutions existent pour augmenter la densité de puissance d’un moteur synchrone à aimant permanent, mais elles comportent des inconvénients. Dans un premier temps, il y a la possibilité d’augmenter la tension d’alimentation. Cependant, cela a pour effet d’augmenter la distorsion harmonique des courants de phase, générant ainsi des pertes supplémentaires dans le moteur. Pour diminuer la distorsion harmonique du courant, on peut augmenter la fréquence de commutation de l’onduleur mais cela, combiné à l’augmentation de la tension d’alimentation, occasionne des pertes supplémentaires dans les composantes électroniques.

Il y a donc un besoin de sortir des sentiers battus pour optimiser les performances des entraînements électriques destinés à la propulsion aéronautique.