Conséquences des nouvelles formes de commande sur les matériaux de l'isolation statorique

(Reçu le 9 septembre 1996, révisé le 5 décembre 1996, accepté le 28 janvier 1997)

Abstract
Use of inverter drive for rotating machines speed control leads to the application of new stress on stator insulation materials. The integrity of these materials under such stresses has therefore to be studied. Thanks to specially equipped motor, the different voltage shapes have been identified. Very short rise time fronts, large overvoltages and high oscillation frequencies are obtained. These voltages are then reproduced on laboratory samples (Polyethylene Terephtalate). The main result is the existence of trapped surface charges related both to the rise front value and to the existence of polar mechanisms in the material bulk. The consequences of this surface charge existence on the reliability of a real system are then discussed.

Résumé
L'utilisation de nouvelles formes de commande pour les machines à courant alternatif se traduit par l'apparition d'un nouveau type de contraintes sur les matériaux de l'isolation statorique. L'étude de leur comportement sous l'action de ce type de contraintes revêt un intérêt tout particulier pour la validation et la stabilité de ces systèmes dans le temps. Nous présentons, tout d'abord, ces différentes formes de tension identifiées à l'aide d'un moteur spécialement instrumenté. L'existence de fronts de tension très élevés, de surtensions importantes (jusqu'à 500 V) et d'oscillations hautes fréquences (2 MHz), est mise en évidence. La reproduction de ces contraintes en laboratoire sur des échantillons de polyesters (PolyÉthylène Térephthalate) permet alors de déterminer l'influence des formes de tension carrées sur les propriétés intrinsèques du matériau. Elle se traduit par l'existence d'une charge piégée en surface du diélectrique. Cette charge superficielle est associée, d'une part à l'existence de phénomènes de relaxation dans les matériaux étudiés et d'autre part à la valeur des fronts de tension appliqués. Pour finir, les conséquences possibles de l'existence de ces charges superficielles sont discutées.