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

par Nicolas Retière

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Daniel Roye.

Soutenue le 24-07-2029

à Grenoble INPG , en partenariat avec Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble ; 1980-2006) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Marie Kauffmann.

Le jury était composé de Bernard Trannoy, Marcel Ivanes, P. Mannevy, Michel Roger.

mots clés

• Court circuit
• Saturation électrique
• Effet de peau
• Moteurs asynchrones -- Défauts
• Onduleurs (électricité) -- Défauts
• Locomotives électriques -- Défauts
• Moteurs électriques pour chemins de fer -- Défauts
• Défauts électriques -- Localisation
• Onduleurs (électricité)
• Éléments finis, Méthode des
• Détection de défaut (ingénierie)

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.

Titre traduit

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

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