Caractérisation d'aciers électriques pour machines électriques soumises à de hauts niveaux de contrainte mécanique

摘要

ArcelorMittal est un fournisseur majeur d'aciers électriques destinés à des applications exigeantes, comme les machines de traction automobile à haute densité de puissance et les machines à induction à grande vitesse, dont le nom de marque est iCARe~(TM). La demande du marché pousse les producteurs de machines électriques à faire tourner leurs rotors à des vitesses variables et très élevées afin d'améliorer la densité de puissance ou la réponse dynamique aux besoins de puissance instantanés. Les règles de conception mécanique et thermique doivent être de plus en plus affinées pour atteindre un potentiel mécanique maximal. Ceci se traduit par la nécessité de prévoir les propriétés magnétiques et les caractéristiques mécaniques des machines, non seulement à température ambiante mais aussi à des températures en service plus élevées. De plus, certaines parties spécifiques des rotors sont soumises à des contraintes variables susceptibles d'induire de Tendommagement par fatigue. Il est donc primordial d'intégrer l'ensemble des contraintes mécaniques. Cet article expose les méthodes mises en œuvre chez ArcelorMittal pour nos aciers électriques haut de gamme en termes de caractérisations mécaniques avancées répondant aux besoins.%ArcelorMittal is a key supplier for electrical steels in challenging applications such as high power density automotive traction machines as well as high speed induction machines, with the brand name iCARe™. Market demand is inducing e-machine producers to run their rotors at higher and varying speeds in order to improve either power density or dynamic response to the applications' instantaneous power need. Standard mechanical and thermal design rules are becoming more refined to achieve maximum machine potential. This is reflected in a need to supply magnetic properties and mechanical characteristics not only at room temperature, but also at machine operating temperatures. Furthermore, specific rotor parts are also subjected to variable loading that could induce fatigue damage. It is of major priority to integrate all these mechanical constraints. This paper clarifies methodologies used at ArcelorMittal and the resulting available advanced mechanical characterisation data of our high range electrical steels.