Conception et réalisation d'un frein magnéto-rhéologique

• Main Author: Oualla, Jamila
• Format: Others
• Published: École de technologie supérieure 2004
• Online Access: http://espace.etsmtl.ca/724/1/OUALLA_Jamila.pdf

Ce projet fait suite aux travaux déjà entrepris dans le domaine de l'application des fluides électro-rhéologiques. En effet, la propriété des fluides électro- (ER) ou magnéto-rhéologiques (MR) est de pouvoir changer leur viscosité en fonction d'un champ électrique ou magnétique appliqué. Une des applications de ces fluides est la conception d'un système de freinage, notamment pour les petites éoliennes. En effet, ce type de frein a les caractéristiques d'être silencieux et rapide contrairement aux freins mécaniques utilisés qui sont trop bruyants et nécessitent l'arrêt du système en cas de vents violents pour éviter l'emballement de l'éolienne. Un banc d'essai a été réalisé au laboratoire pour simuler une petite éolienne et étudier son freinage par un frein MR existant sur le marché. I1 s'agit du 'Rheonetic Rotary brake MRB-2107' dont on a étudié le comportement au freinage. Le frein MR a été sollicité dans différentes conditions de température et de contraintes continues et discontinues pour le mettre dans des conditions les plus proches de son utilisation en cas de freinage d'une petite éolienne de 200 à 500 W. Les résultats trouvés se résument par le fait que: le frein peut diminuer la vitesse de rotation de 100 RPM au maximum, qu'il s'échauffe rapidement, que la conséquence de l'augmentation de la température du fluide est que la contrainte diminue et donc le couple de freinage diminue. D'autre part, la contrainte diminue également lors de son maintien en position de freinage dans le temps. I1 s'avère que pour maintenir un même niveau de freinage, il faut augmenter le champ magnétique appliqué. Ces phénomènes ont été observés aussi bien à température ambiante qu'à basse température. En conclusion, tel qu'il est conçu, ce frein MR ne possède pas la puissance suffisante pour freiner une petite éolienne. On propose donc la conception et la réalisation d'un nouveau frein MR plus performant et dont le couple de freinage est supérieur à 15 Nm. Tenant compte du fluide utilisé et du champ magnétique désiré, un nouveau frein MR a été conçu et réalisé. Des essais sur le banc ont montré sa performance et sa capacité à délivrer un couple important sous une faible intensité du courant. D'autre part, ce frein ayant une surface d'échange thermique plus importante ne chauffe pas de façon excessive. En effet, refroidi par circulation d'eau, sa température s'est maintenue aux alentours de 34°C, et refroidi sous circulation d'air sa température a atteint 50°C alors qu'il était maintenu en position de freinage. Cette température ne présente pas de danger pour le fluide MR utilisé.