Étude sur l’amélioration du fonctionnement des machines électriques tournantes : contrôle de la stabilité, des ondulations du couple et exploitation du champ rayonné pour le diagnostic - Université d'Artois Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2022

Study on improving operation of the rotating electrical machines: control of stability, torque ripples and use of the magnetic field for diagnosis

Étude sur l’amélioration du fonctionnement des machines électriques tournantes : contrôle de la stabilité, des ondulations du couple et exploitation du champ rayonné pour le diagnostic

Résumé

This dissertation presents a summary of the research work that I have carried out or co-supervised since my arrival at the Electrotechnical Systems and Environment Laboratory and is structured into three chapters: The first chapter deals with the stability issues of the asynchronous generator in isolated self-excited mode by modeling the machine in unsaturated mode to define an optimal usage interval. Operating the machine within the optimal interval leads to a “natural” stabilization of various parameters at the generator output, helps prevent its fast stall, and improves the transient regime. The second chapter presents the development of a new method for diagnosing faults in alternating current machines, based on the analysis of the dispersion magnetic field. This method uses the magnetic imbalance created by a short-circuit fault between turns in the stator winding to detect the presence of the fault. It also has the advantage of being non-invasive and of not requiring knowledge of the healthy state of the machine. In the third chapter of this dissertation, we will look at the development of a methodology that makes it possible to reduce torque ripples in a permanent magnet synchronous machine in the presence of a lack of turns fault on one phase or a short-circuit between turns. This methodology is based on modifying the machine power supply by a suitable control which injects an inverse component of the current into its phases to reduce the main harmonic component of torque.
Ce mémoire présente une synthèse sur les travaux de recherche que j’ai menés ou co-encadrés depuis mon arrivée au Laboratoire Systèmes Electrotechniques et Environnement et il est structuré en trois chapitres : Le premier chapitre de ce mémoire traites des problématiques de stabilité de la génératrice asynchrone en mode isolé auto-excité par une modélisation de la machine en régime non saturé afin de définir un intervalle optimal d’ utilisation. Le fonctionnement de la machine dans l’intervalle optimal conduit à une stabilisation « naturelle » de différents paramètres en sortie de la génératrice, permet d’éviter son décrochage rapide et d’améliorer le régime transitoire. Le deuxième chapitre est consacré au développement d’une nouvelle méthode de diagnostic des défauts dans les machines à courant alternatif, basée sur l’analyse du champ magnétique de dispersion. Cette méthode utilise le déséquilibre magnétique créé par un défaut de court-circuit entre spires dans le bobinage statorique pour détecter la présence du défaut. Elle a aussi l’avantage d’être non invasive et de ne pas nécessiter la connaissance de l’état sain de la machine. Dans le troisième chapitre de ce mémoire nous nous pencherons sur le développement d’une méthodologie permettant de réduire les ondulations du couple dans une machine synchrone à aimants permanents en présence d’un défaut de manque de spires sur une phase ou d’un court-circuit entre spires. Cette méthodologie est basée sur la modification de l’alimentation de la machine par une commande adaptée qui injecte une composante inverse du courant dans ses phases afin de réduire la composante harmonique principale de couple.
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Dates et versions

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Identifiants

  • HAL Id : tel-04549871 , version 1

Citer

Remus Pusca. Étude sur l’amélioration du fonctionnement des machines électriques tournantes : contrôle de la stabilité, des ondulations du couple et exploitation du champ rayonné pour le diagnostic. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université d'Artois, 2022. ⟨tel-04549871⟩

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