Comment déterminer l'emplacement d'un court-circuit dans les enroulements des machines électriques à courant alternatif

Dans les bobinages des machines électriques à courant alternatif, les courts-circuits suivants sont possibles : entre les spires d'une bobine, entre bobines ou groupes de bobines d'une même phase, entre bobines de phases différentes.

Le signe principal par lequel vous pouvez trouver un court-circuit dans les enroulements d'un moteur à courant alternatif est le chauffage par court-circuit. Pour ce faire, vous devez sentir l'enroulement du moteur électrique après l'avoir éteint. Le toucher de la bobine ne doit être fait qu'avec la bobine éteinte !

Pour détecter un défaut dans le rotor de phase d'un moteur à induction, le rotor est ralenti et le stator est connecté au réseau. En cas de court-circuit d'une partie importante de l'enroulement du rotor ou si le moteur a une puissance importante, le freinage à la tension nominale devient impossible, car il provoque un courant important dans le stator et le déclenchement de la protection moteur. Dans de tels cas, il est recommandé d'effectuer l'essai à tension réduite.

Figure 1.Explication des signes de court-circuit dans les enroulements lorsqu'ils sont connectés en étoile a) et en triangle (b)

Dans certains cas, la partie court-circuitée de l'enroulement du moteur peut être immédiatement identifiée par son apparence - isolation carbonisée.

Il convient de garder à l'esprit qu'en présence de branches parallèles dans l'enroulement, un court-circuit dans l'une des phases de la phase (avec un nombre important de spires fermées) peut provoquer un échauffement de l'autre branche, qui n'a pas de court-circuit, puisque ce dernier se révèle fermé des spires de la branche de bobinage défectueuse.

La phase qui présente un court-circuit peut être repérée par l'asymétrie du courant consommé par le réseau. Lors de la connexion de l'enroulement d'un moteur électrique avec une étoile (Fig. 1, a) dans une phase en court-circuit, le courant (A3) sera supérieur à celui des deux autres phases. Lors de la connexion de l'enroulement d'un moteur électrique avec un triangle (Fig.1, b) dans deux phases du réseau auquel la phase défectueuse est connectée, les courants (A1 et A3) seront plus élevés que dans la troisième phase (A2) .

Il est recommandé d'effectuer la tentative de détermination de la phase défectueuse à une tension réduite (1/3 - 1/4 de la valeur nominale), dans le cas d'un moteur asynchrone à rotor bobiné, l'enroulement de ce dernier peut être ouvert , et dans le cas d'un moteur asynchrone à rotor à cage d'écureuil ou dans le cas d'un moteur synchrone, le rotor peut tourner ou être bloqué. Lors d'une expérience avec un moteur synchrone au repos, son enroulement d'excitation doit être court-circuité ou par une résistance de décharge.

Dans l'expérience avec une machine synchrone stationnaire, les courants dans ses phases seront différents même si la machine est en bon état de marche, ce qui s'explique par la dissymétrie magnétique de son rotor. Lors de la rotation du rotor, ces courants changeront, mais avec un bon enroulement, les limites de leurs changements seront les mêmes.

Une phase en court-circuit peut également être déterminée par la valeur de sa résistance au courant continu, mesurée par un pont ou par la méthode ampèremètre-voltmètre, la phase en court-circuit aura une résistance plus faible. S'il n'est pas possible de séparer les phases, des résistances triphasées sont mesurées.

Dans le cas de la connexion des phases du moteur électrique avec une étoile (Fig.1, a), la plus grande sera la résistance entre les lignes, mesurée aux extrémités des phases sans court-circuit, les deux autres résistances seront égales l'un à l'autre et sera plus petit que le premier. Dans le cas d'un moteur électrique à connexion de phase avec un triangle (Fig. 1, b) la plus petite résistance sera aux extrémités de la phase qui a un court-circuit, les deux autres mesures donneront de grandes valeurs de résistance et les deux seront être le même.

Des groupes de bobines ou bobines en court-circuit peuvent se retrouver lorsque toute la bobine est alimentée en courant alternatif ou seulement la phase défectueuse par échauffement ou par la valeur de la chute de tension à leurs extrémités. Les bobines ou les enroulements court-circuités seront très chauds et auront une chute de tension plus faible (lors de la mesure de la tension, il est pratique d'utiliser des sondes pointues qui perforent l'isolation des fils de connexion). Dans ce cas, comme ci-dessus, les bobines défectueuses peuvent être trouvées par la valeur de résistance CC.

Les courts-circuits dans l'enroulement du générateur peuvent être trouvés par la valeur de la FEM induite dans les phases de l'enroulement, dans ses groupes d'enroulements ou dans les bobines. Pour ce faire, le générateur est mis en marche, donnez-lui une légère excitation et mesurez les tensions de phase; si les enroulements sont connectés en triangle, les phases doivent être déconnectées. La phase fermée aura une tension plus faible. Pour trouver un groupe de bobines ou une bobine court-circuitée, mesurez la tension à leurs extrémités. Pour les machines à haute tension, l'expérience peut être réalisée avec une tension résiduelle.

Dans les cas où il est nécessaire de déterminer s'il y a un défaut dans l'enroulement du stator ou du rotor, procédez comme suit.

L'enroulement du stator est activé à tension réduite (1/3 - 1/4 de la valeur nominale) avec le rotor ouvert et la tension sur les anneaux du rotor est mesurée en faisant tourner lentement le rotor. Si les tensions des anneaux du rotor (par paires) ne sont pas égales entre elles et varient en fonction de la position du rotor par rapport au stator, cela indique un court-circuit dans l'enroulement du stator.

Dans le cas d'un court-circuit dans l'enroulement du rotor (avec défaillance du stator), la tension entre les anneaux du rotor sera inégale et ne variera pas en fonction de la position du rotor.

L'expérience peut être réalisée en alimentant le rotor et en mesurant la tension de serrage du stator, auquel cas l'image opposée sera obtenue. La tension fournie au rotor doit être de 1/3 à 1/4 de la tension nominale des anneaux du rotor, c'est-à-dire la tension des anneaux avec un rotor fixe et un stator allumé à la tension nominale.

Après avoir déterminé lequel des enroulements (rotor ou stator) a une connexion spire à spire, la phase, le groupe d'enroulements ou l'enroulement défectueux est déterminé par les méthodes décrites ci-dessus.

Dans les cas difficiles (lorsqu'un grand nombre d'enroulements sont fermés) ou lorsque, pour une raison quelconque, un court-circuit ne peut pas être détecté, ils ont recours à la méthode de division de l'enroulement en parties. Pour ce faire, la bobine est d'abord divisée en deux et la connexion entre ces parties est vérifiée avec un mégohmmètre. L'une de ces parties est ensuite à nouveau divisée en deux parties et chacune est vérifiée pour la connexion à la première moitié et ainsi de suite jusqu'à ce que des bobines soient trouvées qui ont une connexion.

Pour plus de clarté, la fig. La figure 2 représente schématiquement cette méthode de détection d'un défaut dans une phase à huit groupes d'enroulements lorsqu'il existe une connexion entre les bobines 2 et 6 des groupes d'enroulements. La division de la bobine en parties est représentée dans l'ordre séquentiel.

La méthode de division séquentielle en parties égales vous permet de traiter un plus petit nombre de câblages que lors de la division de la bobine entière en groupes de bobines.

Riz. 2 Recherche d'un court-circuit entre les bobines d'une phase

Si un court-circuit se produit entre deux phases, la jonction est située de la même manière que la précédente, divisant les enroulements en phases.Les enroulements de l'une des phases ayant une connexion sont divisés en deux parties, et avec un mégohmmètre, ils vérifient la présence de connexions de chacune de ces moitiés avec la deuxième phase . Ensuite, la partie qui est connectée à l'autre phase est à nouveau divisée en deux parties et chacune d'elles est à nouveau vérifiée, et ainsi de suite.

La méthode de séparation en série des pièces est utilisée lors de la recherche de courts-circuits dans des enroulements à branches parallèles.Dans ce cas, il est nécessaire de diviser les phases défectueuses en branches parallèles et de déterminer d'abord quelles branches ont une connexion, puis de leur appliquer ensuite cette méthode.

Comme les courts-circuits entre phases ou groupes d'enroulements se trouvent plus souvent dans les parties avant des enroulements ou des fils de connexion, il est parfois possible de trouver immédiatement le point de connexion en soulevant et en déplaçant les parties avant tout en vérifiant simultanément avec un mégohmmètre.