Treffer: Modeling of Inter-Turn Short Circuits in a Multiphase Synchronous Motor Using Power Sharing Capability

Title:
Modeling of Inter-Turn Short Circuits in a Multiphase Synchronous Motor Using Power Sharing Capability
Modélisation des Court-circuits entre Spires dans les Machines Synchrones Multiphasées utilisant des Capacités de Partage de Puissance
Authors:
Milan, Hugo, Cizeron, Antoine, Béthoux, Olivier, Ojeda, Javier, Labouré, Éric
Contributors:
Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Conservatoire National des Arts et Métiers [Cnam] (Cnam)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-Université Gustave Eiffel-CY Cergy Paris Université (CY), Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay), Université Paris-Saclay, Ampère (AMPERE), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Laboratoire Génie électrique et électronique de Paris (GeePs), CentraleSupélec-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes d'Energie pour les Transports et l'Environnement (SATIE SETE), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [Cnam] (Cnam)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [Cnam] (Cnam)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [Cnam] (Cnam)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Normale Supérieure Paris-Saclay
Source:
IEEE Transactions on Industrial Electronics. :1-11
Publisher Information:
CCSD; Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2025.
Publication Year:
2025
Collection:
collection:CNRS
collection:UNIV-LYON1
collection:UNIV-CERGY
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collection:ENS-CACHAN
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collection:GS-PHYSIQUE
collection:INSTITUT-SCIENCES-LUMIERE
collection:ALLIANCE-SU
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collection:HESAM
collection:RESEAU-EAU
collection:SUPRA_INGENIERIE
collection:GEEPS-SEPA
collection:GEEPS-P_ENERGIE
Subject Terms:
Fault tolerance, Highly coupled segmentation, Multi-three-phase machine, Permanent magnet motors, Reliability, Segmented motor, Inter-Turn Short-Circuit, [SPI.NRJ]Engineering Sciences [physics], Electric power
Original Identifier:
HAL: hal-05375557
Document Type:
Zeitschrift article<br />Journal articles
Language:
English
ISSN:
0278-0046
Relation:
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1109/TIE.2025.3637366
DOI:
10.1109/TIE.2025.3637366
Access URL:
https://hal.science/hal-05375557
https://hal.science/hal-05375557v1/document
https://hal.science/hal-05375557v1/file/IEEE_ITSC_MSS_HCS_post_review.pdf
Rights:
info:eu-repo/semantics/OpenAccess
Accession Number:
edshal.hal.05375557v1
Database:
HAL

Weitere Informationen

This paper explores the modeling of interturn short circuits in segmented permanent magnet synchronous machines, with a focus on highly coupled segmentation and multi-sector segmentation of its winding. It introduces a specific approach, providing a consistent framework for analyzing this phenomenon when the segmented drive operates in power sharing mode. The study presents a comprehensive model for analyzing inter-turn short circuits faults regardless of the segmentation technology implemented. This model is compared with data extracted from an experimental bench designed in the laboratory for this study. The analysis shows an excellent fit of the model to the experiment. Also, the analytical structure implemented enables comparing the impact of power sharing on segmented structures. The main results reveal that, contrary to highly coupled segmentation, multi-sector segmentation configurations exhibit greater sensitivity to power sharing variations, particularly depending on the degrees of freedom of the segment where inter-turn short circuit fault occurs.
Ce document étudie la modélisation des courts-circuits entre spires dans les machines synchrones à aimants permanents fractionnées, en mettant l’accent sur le fractionnement fortement couplé et le fractionnement multisecteur de leur enroulement. Il présente une approche spécifique, offrant un cadre cohérent pour analyser ce phénomène lorsque l’entraînement fractionné fonctionne en mode de partage de puissance. L’étude propose un modèle complet pour analyser les défauts de courts-circuits entre spires, indépendamment de la technologie de fractionnement mise en œuvre. Ce modèle est comparé aux données issues d’un banc d’essai expérimental conçu en laboratoire pour cette étude. L’analyse montre une excellente adéquation entre le modèle et les résultats expérimentaux. De plus, la structure analytique développée permet de comparer l’impact du partage de puissance sur les structures fractionnées. Les principaux résultats révèlent que, contrairement au fractionnement fortement couplé, les configurations de fractionnement multisecteur présentent une sensibilité accrue aux variations de partage de puissance, notamment en fonction des degrés de liberté du segment où survient le défaut de court-circuit entre spires.