ÉTUDE DES PERTES MAGNÉTIQUES SUPPLÉMENTAIRES DANS LES MACHINES ASYNCHRONES ALIMENTÉES PAR ONDULEUR À MODULATION DE LARGEUR D'IMPULSION - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1996

STUDY OF ADDITIONAL MAGNETIC LOSSES IN INDUCTION MOTORS SUPPLIED BY PULSE WITH MODULATION INVERTERS

ÉTUDE DES PERTES MAGNÉTIQUES SUPPLÉMENTAIRES DANS LES MACHINES ASYNCHRONES ALIMENTÉES PAR ONDULEUR À MODULATION DE LARGEUR D'IMPULSION

Abstract

Pulse With Modulation inverters are now widely used for supplying induction machines. A better understanding of the additional magnetic losses they generate is therefore needed. Influence of the main parameters of PWM signais (chopping frequency and modulation parameter) has been studied thanks to a spécial measurement bench, based on a spécial Epstein frame. The use of a test motor equipped with search coils allowed comparison between theoretical and real waveforms in the différent parts of the stator. This proved that the distortion of the PWM signal was the reason for a considérable încrease of magnetic losses. Calculation of total motor losses using the waveforms measured showed a significant différence with iron losses directly measured with standard procédure, because this procédure does not allow a detailed décomposition of the origin of losses. A more précise method led to a better estimation of stator losses. Nevertheless, improving iron loss calculation requires taking into account the influence of the geometry and local phenomena. Only a finite élément method can give such information, that is why we propose an original way of estimating iron losses. This entirely digital method is based on a preliminary characterization of the material, in a wide range of frequencies and inductions. This metiiod allows the calculation of dynamic hystérésis cycles under distorted excitation. It has been implemented in FLUX2D, a finite élément software, and then applied to the calculation of iron losses in the stator and the rotor of an induction machine.
La banalisation de l'emploi d'onduleurs à Modulation de Largeur d'Impulsion pour l'alimentation des machines asynchrones rend indispensable l'étude des. pertes magnétiques supplémentaires .qu'ils engendrent. L'influence des paramètres principaux de la MLL fréquence de hachage et paramètre de modulation est étudiée, grâce un banc de mesure de type cadre Epstein spécialement adapté. L'emploi d'un moteur instrumenté de 4 kW permet d'observer les formes d'ondes réellement présentes dans les différentes parties du circuit magnétique, et de montrer que la déformation du signal MLI_ entraîne une forte augmentation des pertes magnétiques. Le calcul des pertes totales du moteur à partir des formes d'ondes relevées révèle qu'il existe un écart important avec les pertes fer mesurées par la méthode standardisée, car celle-ci ne permet pas une décomposition détaillée des pertes. Une méthode plus précise est donc proposée. Cependant, l'amélioration du calcul des pertes fer passe aussi par une meilleure prise en compte de la géométrie et des phénomènes locaux, que seule une simulation par éléments finis permet d'approcher. Une méthode originale d'estimation des pertes basée sur une caractérisation préalable du matériau dans un large domaine d'inductions et de fréquences est donc présentée. Cette méthode permet de retrouver les cycles d'hystérésis dynamiques dans des conditions d'excitation quelconques. Elle a été associée au logiciel de calcul par éléments finis FLUX2D et appliquée avec succès au calcul des pertes magnétiques dans le stator et le rotor d'une machine asynchrone.
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tel-01848349 , version 1 (24-07-2018)

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Cite

Christophe Cester. ÉTUDE DES PERTES MAGNÉTIQUES SUPPLÉMENTAIRES DANS LES MACHINES ASYNCHRONES ALIMENTÉES PAR ONDULEUR À MODULATION DE LARGEUR D'IMPULSION . Energie électrique. Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG), 1996. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01848349⟩

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