Pourquoi relier les deux
PSIM simule le convertisseur et sa commande – Flux simule le champ magnétique dans la machine. Les relier permet de voir comment un onduleur précis se comporte avec un moteur précis, au lieu d’étudier chacun avec un modèle idéalisé de l’autre.
Dans un entraînement électrique (véhicule électrique, éolien, industrie), le moteur et l’électronique de puissance s’influencent fortement. La commutation des transistors injecte des harmoniques de courant dans les bobinages. En retour, la saturation magnétique et la position du rotor modifient les inductances que voit la commande. Un modèle de moteur à paramètres constants, ou une source de tension parfaite à la place de l’onduleur, masque précisément ces effets.
Deux logiciels, deux métiers, un même éditeur
Comment les deux outils se parlent ?
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Le modèle réduit par tables de correspondance. Flux calcule la machine une fois pour toutes sur une grille de points de fonctionnement, puis exporte des tables (flux d’axes d et q, inductances, pertes) que PSIM lit pendant la simulation.
• Depuis Flux, la Flux e-Machine Toolbox exporte un fichier .mat contenant ces tables, utilisable dans PSIM ou Twin Activate.
• Une macro dédiée, introduite avec Flux 2022.2, produit aussi des tables des flux de phase en fonction de Id, Iq et de la position du rotor, ce qui conserve l’ondulation de couple liée à la denture.
• FluxMotor, l’outil de prédimensionnement de moteurs, exporte également vers PSIM au format .mat, en 1, 2 ou 4 quadrants.
• Côté PSIM, deux modèles prêts à l’emploi « PMSM (IPM) Drive (Flux) » servent à la commande en vitesse ou en couple d’un moteur décrit par ces tables.
La co-simulation. Les deux solveurs avancent en parallèle et échangent leurs grandeurs à chaque pas de temps : PSIM impose les tensions de l’onduleur, Flux renvoie les courants, le couple et la vitesse. Cette approche capture tout, y compris les effets locaux que les tables ne décrivent pas, mais le calcul par éléments finis à chaque pas la rend beaucoup plus lente. Un article de recherche de 2015 a ainsi couplé PSIM, Simulink et Flux sur un même cas, en soulignant à la fois l’intérêt et les inconvénients d’une simulation aussi complète.
En pratique, on travaille surtout avec les tables, et on réserve la co-simulation à la vérification de quelques points critiques.
Ce que le couplage apporte...
Le gain principal est de juger le système complet : un moteur bien conçu peut mal se comporter avec un onduleur donné, et inversement.
- Commande réaliste. Les lois de commande vectorielle, MTPA ou défluxage sont réglées sur les inductances réelles, qui varient avec la saturation, et non sur des valeurs constantes de catalogue.
- Harmoniques et ondulation de couple. Le courant haché par la MLI et la denture du moteur se combinent ; seul un modèle couplé montre leur effet sur le couple et les vibrations.
- Pertes et rendement. Les pertes de commutation et de conduction de l’onduleur (calculées dans PSIM) s’additionnent aux pertes cuivre et fer du moteur (issues de Flux), pour une cartographie de rendement de l’entraînement entier.
- Choix de composants. On compare plusieurs fréquences de découpage, transistors ou topologies d’onduleur sur le même moteur, avant tout prototype.
- Continuité vers l’embarqué. La commande validée dans PSIM peut être convertie en code pour le microcontrôleur, toujours face au modèle fidèle du moteur.
Limites et bonnes pratiques
Un modèle par tables n’est jamais meilleur que la grille sur laquelle il a été calculé : il faut couvrir toute la plage de courants et de positions que la commande va explorer.
- Conditions d’export. Selon la documentation Flux, l’export .mat exige un mode de calcul précis (par exemple MS mono-position, ou les modes MTPA/MTPV « Fast » selon les versions) ; sinon il faut relancer le calcul.
- Tables de pertes. Des utilisateurs signalent sur le forum Altair que l’export de la toolbox ne contenait pas toujours les tables de pertes fer attendues par la suite de commande de PSIM ; il faut alors passer par l’export dédié de Flux ou FluxMotor.
- Angle de référence du rotor. Un décalage entre la référence angulaire de Flux et celle de la commande fausse le calage du champ ; c’est une erreur classique, que Simcenter PSIM 2026 traite par un import automatique (voir plus bas).
- Coût de la co-simulation. Réserver le couplage direct à quelques régimes ciblés, et valider d’abord que le modèle par tables donne les mêmes résultats sur un point simple.
- Effets thermiques. Le refroidissement complet du moteur et de l’électronique sort du couple PSIM–Flux ; lors du rachat de Powersim, Altair prévoyait de le traiter avec SimLab. À prévoir si la température modifie fortement les aimants ou les résistances.
Où en est le lien en 2026
Les versions 2026 resserrent encore le lien côté PSIM, tandis que Flux se recentre sur la 2D.
- Simcenter PSIM 2026 importe automatiquement l’angle de référence du rotor depuis les modèles de moteurs Flux, et sépare cet angle de la position initiale du rotor dans ses modèles de commande moteur. Siemens présente ce changement comme un moyen de rendre plus exact le couplage entre conception électromagnétique et simulation système.
- Simcenter PSIM 2026.1 ajoute l’import et l’exécution de FMU (standard FMI), ce qui ouvre la co-simulation à d’autres outils que ceux de la famille Altair.
- Flux 2026 ne comprend plus Flux 3D ni Flux PEEC : les projets 3D passent désormais par SimLab. Le flux de travail vers PSIM, fondé sur des modèles 2D de machines tournantes, n’est pas directement concerné.
La tendance est claire : le moteur calculé par éléments finis devient un composant standard du schéma de l’entraînement, échangé par fichiers normalisés plutôt que par passerelles propriétaires.