Réseaux de reluctances et diagnostic des machines électriques
Résumé
This study is about modelling the electric machines by reluctance networks for diagnosis purposes. A method of modelling electric machines is established, trying to make the model as simple as possible, and using only machine geometry data for the model definition. This method was applied to the synchronous and to the asynchronous machine. The synchronous machine model is used to simulate different machine faults: static and dynamic eccentricity, rotor and stator short circuits. The behaviour of different machine variables (shaft voltage, currents between parallel-connected windings, voltage between neutrals) is studied. The model is validated by comparison between simulation results and those obtained by experiments and by finite elements method. It is possible to use the presented model for the fault location. The asynchronous machine model has been tested for the following faults: eccentricities, broken rotor bars, stator short circuits. The diagnosis is performed by stator current spectral analysis. The model is validated through experiments. Faulty machine dynamic behaviour is also studied, by using this model.
Cette étude porte sur la modélisation des machines électriques par réseaux de reluctances en vue du diagnostic. Une méthode de modélisation des machines électriques a été établie, en tenant compte de la simplicité du modèle, qui est défini directement à partir des données géométriques de la machine. Cette méthode a été appliquée à la machine synchrone et à la machine asynchrone. Le modèle de la machine synchrone est utilisé pour simuler les différents défauts sur la machine : excentricité statique et dynamique, courts-circuits au stator et au rotor. Le comportement de différents grandeurs caractéristiques de la machine (tension d'arbre, courant entre les voies d'enroulement, tension entre les neutres) est étudié. Le modèle est validé en comparant les résultats des simulations avec les résultats des mesures expérimentales et les résultats obtenus par la méthode des éléments finis. Il est possible d'utiliser le modèle présenté pour localiser les défauts dans la machine. Le modèle de la machine asynchrone a été testé pour les défauts suivants : excentricités, rupture des barres rotoriques, courts-circuits au stator en utilisant l'analyse spectrale des courants statoriques comme moyen de diagnostic. Le modèle est validé par les résultats d'essais. Le comportement dynamique de la machine asynchrone est simulé par ce modèle.