Analyse de l’impact du contournement de bobines sur la puissance d’exploitation des alternateurs synchrones dont l’enroulement du stator comporte des bobines ayant ou non une isolation spécifique dédiée aux spires

But

Dans le cadre d’un projet plus large qui touche à évaluer les caractéristiques des isolations entre spires des bobines, ce projet vise à évaluer l’impact du choix d’avoir ou non une isolation dédiée aux spires de l’enroulement de l’induit sur la puissance des grands alternateurs hydroélectriques en cas de contournement d’une ou de plusieurs bobines.

Description du projet

Ce projet constitue une occasion unique de se familiariser à la conception de la distribution des bobines dans les schémas des enroulements fractionnaires équilibrés et légèrement déséquilibrés pour des considérations économiques ou pour éviter des problèmes de vibrations dus à la réaction de l’induit. Certains exemples seront examinés.

La personne choisie établira les équations de tension des enroulements d’un alternateur à l’aide des fonctions d’enroulement de l’induit et de l’inducteur dans le domaine ABCL en négligeant l’enroulement amortisseur. Le but étant de calculer les courants dans chacun des circuits d’un enroulement triphasé légèrement déséquilibré en régime permanent.

Le modèle de simulation devra pouvoir permettre des variations de 20 à 96 pôles, de 162 à 612 encoches et de 2 à 32 circuits au stator. L’entrefer minimum au centre des pôles sera constant pour tous les pôles.

Les enroulements d’induit des alternateurs visés dans cette étude sont de deux types différents. Ils sont ceux dont les groupes de bobines de chacune des trois phases sous les pôles sont raccordés entre pôles adjacents qui sont de polarités différentes (avec raccordements courts) et ceux dont les groupes de bobines de chacune des trois phases sous les pôles sont raccordés entre pôles consécutifs de même polarité (avec raccordements longs).

Objectifs

Créer un outil de calcul à l’aide des équations développées pour faire la simulation du comportement des alternateurs lorsqu’ils ont des enroulements d’induit équivalents avec et sans isolation dédiée aux spires et ayant au moins une bobine d’induit contournée.

Faire l’analyse comparative de l’impact du contournement d’une bobine sur la puissance d’exploitation de divers alternateurs lorsque leurs enroulements d’induit équivalents ont des bobines avec et sans isolation dédiée aux spires. 

Pour les deux types d’enroulements d’induit, proposer au besoin une méthode d’identification des bobines additionnelles (de bobines saines) pouvant être contournées pour diminuer l’impact du contournement des bobines en défaut ayant dû être contournées.