Study of the effects of unbalanced sinusoidal voltage supply on induction motor steady state performance

Abstract

Le présent travail concerne une étude théorique détaillée sur les effets des tensions d'alimentation non équilibrées sur le fonctionnement en régime permanent des moteurs asynchrones pour différents niveaux de puissance, alimentés directement à partir d’un système sinusoïdal triphasé; ce qui représente une situation prépondérante dans notre pays, les convertisseurs électroniques de puissance installés étant encore en nombre limité. Le déséquilibre de tension est calculé sur la base des deux définitions les plus connues, définition NEMA et définition IEC. Les effets du déséquilibre de tension sur les paramètres des moteurs asynchrone en régime permanent: le couple, les courants statorique et rotorique ainsi que les pertes additionnelles de cuivre sont calculés et étudiés. La corrélation entre un déséquilibre de valeur donnée et les effets néfastes qui en découlent sur la machine a été établie. L'effet principal se manifeste par des pertes additionnelles dans des proportions substantielles causant une grande élévation de température nécessitant par conséquent le déclassement de la machine d'un pourcentage donné. Selon l'étude, le déclassement nécessaire dépend aussi de la puissance assignée nominale de la machine. Par ailleurs, l’alimentation en monophasé, suite à une perte d'une phase d'alimentation triphasée, représentant un cas extrême de déséquilibre de tension a été étudiée. L'étude montre que la perte d’une phase peut avoir des effets très graves sur la machine en termes de contrainte thermique excessive, occasionnant des pertes et des températures d’enroulement très élevées exigeant donc le débranchement immédiat de la machine, afin de la protéger contre tout endommagement permanent