Impact d'un court-circuit interne au stator d'une machine asynchrone sur les phénomènes générés par la denture

Induction machine inter turn short circuit impact on the phenomena generated by the slotting effect.

• Auteur / Autrice : Sana Jelassi
• Direction : Jean-François Brudny, Mohamed Faouzi Mimouni
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Electrique
• Date : Soutenance le 21/06/2011
• Etablissement(s) : Artois en cotutelle avec École nationale d'Ingénieurs de Monastir (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : ED Sciences pour l'ingénieur (n°72)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Brudny, Mohamed Faouzi Mimouni, Georges Barakat, Humberto Henao, Mohamed Nejib Mansouri, Raphaël Romary
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Georges Barakat, Humberto Henao

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détection de défaut (ingénierie)

Machines asynchrones

Machines asynchrones

Mots clés libres

Induction d'entrefer

Perte fer

Vibrations

Bruit

Machine asynchrone

Court-circuit entre spires statoriques

Harmoniques de denture

Résumé

D’une manière générale l’étude des machines électriques peut être entreprise suivant différents niveaux de complexité. L’approche la plus simple considère une machine idéalisée pour laquelle on s’intéresse aux phénomènes principaux, notamment ceux qui génèrent le couple électromagnétique moyen. Si on s’intéresse aux phénomènes secondaires, parfois difficiles à appréhender, comme les bruits et vibrations, les pertes fer, ou le flux de dispersion des machines électriques, il est nécessaire d’avoir une approche plus complexe. C’est dans ce contexte que s’inscrit notre travail dans lequel on s’intéressera plus particulièrement à la machine asynchrone fonctionnant dans des régimes nonconventionnels. L’originalité de notre étude réside dans l’analyse, par une approche semi analytique, des phénomènes précités dans des cas d’une machine présentant un défaut de court-circuit entre spires statoriques. Les objectifs de ce travail sont multiples, on s’intéressera tout d’abord à l’étude de l’effet du défaut sur les phénomènes générés par la denture de manière à pouvoir apprécier son importance sur les dégradations des performances de la machine. Le deuxième point consiste à étudier les moyens de minimisation des pertes fer et des vibrations par conception, en ajustant certains paramètres géométriques de la machine, évitant ainsi le recours à des actions extérieures comme l’injectiond’harmoniques de courant. Le dernier point consiste à corréler les pertes fer et les vibrations avec le champ magnétique de dispersion. Cette corrélation permet par exemple d’estimer le niveau de dégradation des performances lors d’un fonctionnement non conventionnel de la machine.

In a general way the electrical machines study can be undertaken according to various levels of complexity. The simplest approach considers an idealized machine for which we are interested in the main phenomena, in particular those that generate the average electromagnetic torque. If we are interested in the secondary phenomena, sometimes difficult to analyze, as the vibrations and noise, the iron losses, or the external magnetic field of the electrical machines, it is necessary to have a more complex approach. It is in this context that joins our work in which we shall be interested more particularly in the induction machine working in unconventional conditions. The originality of our study lies in the analysis, by a semi analytical approach, of aforesaid phenomena in cases of a machine presenting an inter turn short circuit. The objectives of this work are multiple, we shall be interested first in the study of the effect of the default on the phenomena generated by the slotting effect so as to be able to appreciate its importance on the machine performances degradation. The second point is to explore the ways to minimize iron losses and vibration by conception, by adjusting some machine geometrical parameters, so avoiding the recourse to outside actions as the current harmonic injection. The last point consists in correlating the iron losses and the vibrations to the external magnetic field. This correlation allows for example to estimate the performance degradation level during a machine unconventional running.