Note ABES Contribution à la modélisation de tests de diagnostic de courts-circuits entre tôles dans les stators de turboalternateurs Contribution to the modelling of interlaminar short-circuit fault diagnosis tests in turbogenerator stators Méthodes d'homogénéisation 621.316 Turbogénérateurs Défauts Modèles mathématiques Défauts électriques -- Localisation Courts-circuits Méthode des éléments finis Modélisation tridimensionnelle Électromagnétisme Modèles mathématiques Turbogénérateurs Matériaux -- Propriétés thermiques Les stators de turboalternateurs sont sujets à des défauts de type court-circuit entre tôles. Ces défauts induisent des points chauds pouvant impacter les performances de la machine, voir entraîner son endommagement irréversible. Dans ce travail, ces courts-circuits, ainsi que les tests utilisés pour en faire le diagnostic, ont été étudiés à l’aide d’une approche par éléments finis 3D en électromagnétisme. L’une des difficultés inhérentes à la modélisation numérique de courts-circuits entre tôles réside dans les facteurs d’échelle mis en jeu (stator, courts-circuits et vernis isolants entre tôles). Une modélisation par éléments finis brute de la géométrie réelle (empilement des tôles, représentation de l’isolant, …) impliquerait un nombre d’inconnues beaucoup trop élevé par rapport aux puissances de calcul disponibles classiquement. Ainsi, des méthodes d’homogénéisation, associées à une méthodologie de choix des zones à homogénéiser, ont été utilisées pour représenter les paquets de tôles. L’approche a été validée à partir de résultats issus d’une maquette d’étude expérimentale, notamment en considérant des défauts sous différentes conditions (position, taille, …). Les deux principaux tests de diagnostic utilisés dans l’industrie ont également été modélisés en présence de ces défauts : le test El Cid, à flux faible, et le test à 80% du flux nominal avec détection thermique. L’étude réalisée montre l’importance de certains paramètres, tels que l’étendue du défaut et les caractéristiques des matériaux, sur les signaux issus des tests. Ceci apparaît notamment au travers de la sensibilité des tests de diagnostic dans ces différentes conditions. Turbogenerator stators are subject to faults such as interlaminar short circuits. These faults induce hot spots which may have an impact on the machine performances, leading in certain cases to irreversible damages. In this work, the short circuits, as well as the most commonly used diagnosis tests, have been studied using a 3D finite element method electromagnetic approach. One of the difficulties inherent in numerical modelling of interlaminar short circuits is to take account of the scale factor between the different parts that are involved in such problem (dimensions of the stator, short circuits and insulating varnish between laminations). A simple finite element modelling of the real geometry (lamination stack, insulation representation…) would imply a much too large number of unknowns regarding the calculation power which is classically available. Thus, in this work, to represent lamination stacks, homogenization techniques have been associated to a methodology to choose the homogenized and non-homogenized (including the fault) zones. The approach has been validated through results from an experimental prototype considering faults under different conditions (position, size…). Moreover, both main diagnosis tests, used in the industry to detect such faults, have also been modelled in the presence of a fault: the El Cid test, at low flux, and the test at 80% of the rated flux with thermal detection. The study which has been carried out shows the importance of certain parameters, such as the fault size and the material characteristics, on the diagnosis test results. This appears in particular through the diagnosis tests sensibility in these different conditions. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 4661515 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSPI/2012/50376-2012-Muller.pdf https://theses.fr/2012LIL10081/abes Müller Juliana Luisa Müller 1983-08-27 BR 167305689 https://theses.fr/2012LIL10081 2012LIL10081 https://doi.org/10.70675/f76b53e1za6b7z41edz9216z5031d6e6ddce 2012-05-16 Génie électrique Lille 1 026404184 Universidade federal de Santa Catarina (Brésil ; 1960-....) MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 030774810 Doctorat Docteur es non oui Piriou Francis MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 060729546 Bastos João Pedro MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 167305069 École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille ; 1992-2021) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 147297028 Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 067103510 ddc:620 Universidade Federal de Santa Catarina Piriou Francis Bastos João Pedro École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille) Laboratoire d'électrotechnique et d'électronique de puissance (L2EP) ASCII PDF 4661515