Étude des défauts dans les associations onduleur-machine asynchrone : exemple d'une chaine de traction

Fault modes study of inverter induction motor drives. Application to a traction drive

• Auteur / Autrice : Nicolas Retière
• Direction : Daniel Roye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marie Kauffmann
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Trannoy, Marcel Ivanes, P. Mannevy, Michel Roger

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détection de défaut (ingénierie)

Éléments finis, Méthode des

Défauts électriques -- Localisation

Moteurs électriques pour chemins de fer

Locomotives électriques

Onduleurs (électricité)

Défauts

Moteurs asynchrones

Mots clés libres

Court circuit

Saturation électrique

Effet de peau

Résumé

Les développements des composants de l'éléctronique de puissance ont permis l'utilisation des associations onduleur de tension - machine asynchrone pour la traction ferroviaire et de ce fait un gain de performances important. Afin que l'accroissement des performances ne se fasse pas au détriment de la sécurité et de la fiabilité, une étude s'avère indispensable pour maîtriser les conséquences des éventuelles défaillances. L'accent est particulièrement mis sur la machine asynchrone car, assurant la conversion électromécanique, elle répercute le défaut vers la transmission mécanique, élément vital pour la sécurité. Ainsi, une étude par la méthode des éléments finis des courts-circuits triphasés d'un moteur de traction ferroviaire est menée. Elle conduit à des résultats remarquables : sursaturation du parcours des flux de fuite, déplacement de courant dans les barres, contraintes sur les barres de l'ordre de grandeur de laforce centrifuge. Cette étude aboutit à la définition d'un schéma équivalent fin du moteur pour l'étude des régimes transitoires de grande amplitude. D'autre part, une formulation analytique extrêmement simple du court-circuit triphasée est obtenue pour facilitér l'interprétation physique. Enfin, une étude systématique des défauts de court-circuit des thyristors GTO de l'onduleur de tension est menée sur la base de la modélisation vectorielle de l'association, effectuant le lien entre l'état électromagnétique de la machine et les conditions du défaut.