ACTIVE REDUCTION OF MAGNETIC NOISE FROM INDUCTION MACHINES DIRECTLY CONNECTED TO THE NETWORK
Réduction active du bruit magnétique des machines asynchrones directement connectées au réseau
Résumé
This work allows, on the one hand, to better understand the study of induction machine magnetic noise and, on the other hand, to present a method to reduce it by injecting a small current harmonic.
The first part explains the phenomenon, gives the known mechanical and acoustic relations and compare them to practical experimentations.
The second part presents a method which allows to calculate the flux density harmonics in the airgap; they create Maxwell forces and noise. The determined relations can be used with a cage or a wound rotor and allow to know the stator and rotor current harmonics. They are compared to those given by other authors who neglect many terms.
The numerical applications show the importance of a phenomenon called slotting resonance; it is responsible of important rotor current harmonics and magnetic noise. They show the validity of the theory by comparison with practical readings.
The last part explains the magnetic noise active reduction method. It consists to inject a small current harmonic in order to create a force which must be in opposed to this responsible of the noise. Many implementations are described which permit to inject a supplementary current in a receiver directly connected to the network. The experimentations confirm the validity of the method.
The first part explains the phenomenon, gives the known mechanical and acoustic relations and compare them to practical experimentations.
The second part presents a method which allows to calculate the flux density harmonics in the airgap; they create Maxwell forces and noise. The determined relations can be used with a cage or a wound rotor and allow to know the stator and rotor current harmonics. They are compared to those given by other authors who neglect many terms.
The numerical applications show the importance of a phenomenon called slotting resonance; it is responsible of important rotor current harmonics and magnetic noise. They show the validity of the theory by comparison with practical readings.
The last part explains the magnetic noise active reduction method. It consists to inject a small current harmonic in order to create a force which must be in opposed to this responsible of the noise. Many implementations are described which permit to inject a supplementary current in a receiver directly connected to the network. The experimentations confirm the validity of the method.
Ce travail permet, d'une part, de mieux appréhender l'étude du bruit magnétique des machines asynchrones et, d'autre part, de présenter une méthode permettant de le réduire en injectant un faible courant harmonique.
Le premier chapitre expose le phénomène, fait une synthèse des relations mécaniques et acoustiques existantes et les confronte avec des expériences pratiques.
Une méthode de calcul des harmoniques d'induction présents dans l'entrefer est développée dans le deuxième chapitre, ils sont responsables des forces de Maxwell à l'origine du bruit. Les relations obtenues sont valables pour un moteur à rotor bobiné ou à cage et permettent la détermination des harmoniques de courant rotorique et statorique. Elles sont comparées à celles données par d'autres auteurs qui négligent certains termes.
Les applications numériques présentées dans le troisième chapitre soulignent l'importance d'un phénomène qualifié de résonance de denture, responsable de courants rotoriques harmoniques importants et de bruit magnétique. Elles montrent également la validité de la théorie en comparant les résultats aux relevés pratiques.
Le dernier chapitre expose le principe de réduction active du bruit magnétique. Il consiste à injecter un faible courant harmonique créant une force qui s'oppose à celle à l'origine du bruit. Plusieurs montages sont proposés, permettant l'injection d'un courant supplémentaire dans une machine alimentée par le réseau. L'étude expérimentale permet de valider le procédé.
Le premier chapitre expose le phénomène, fait une synthèse des relations mécaniques et acoustiques existantes et les confronte avec des expériences pratiques.
Une méthode de calcul des harmoniques d'induction présents dans l'entrefer est développée dans le deuxième chapitre, ils sont responsables des forces de Maxwell à l'origine du bruit. Les relations obtenues sont valables pour un moteur à rotor bobiné ou à cage et permettent la détermination des harmoniques de courant rotorique et statorique. Elles sont comparées à celles données par d'autres auteurs qui négligent certains termes.
Les applications numériques présentées dans le troisième chapitre soulignent l'importance d'un phénomène qualifié de résonance de denture, responsable de courants rotoriques harmoniques importants et de bruit magnétique. Elles montrent également la validité de la théorie en comparant les résultats aux relevés pratiques.
Le dernier chapitre expose le principe de réduction active du bruit magnétique. Il consiste à injecter un faible courant harmonique créant une force qui s'oppose à celle à l'origine du bruit. Plusieurs montages sont proposés, permettant l'injection d'un courant supplémentaire dans une machine alimentée par le réseau. L'étude expérimentale permet de valider le procédé.
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