FR3036184A1

FR3036184A1 - METHOD FOR EVALUATING A TEMPERATURE

Info

Publication number: FR3036184A1
Application number: FR1554188A
Authority: FR
Inventors: Jean-Francois Brudny; Fabrice Morganti; Jean-Philippe Lecointe
Original assignee: Universite dArtois
Current assignee: Universite dArtois
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2016-11-18

Abstract

L'invention concerne un procédé d'évaluation non invasif de la température interne d'une machine électrique en fonctionnement, ou "machine électrique testée", ledit procédé comportant les étapes successives suivantes : A) détermination de l'évolution d'une fréquence de résonance d'un enroulement de référence d'une machine électrique de référence, du même type que ladite machine électrique testée, depuis une fréquence de résonance de référence fr*, en fonction de la température interne θ de ladite machine électrique de référence, de manière à établir une relation fr(θ) entre ladite fréquence de résonance et ladite température interne ; B) évaluation de la valeur d'une fréquence de résonance fr d'un enroulement (10) de ladite machine électrique testée correspondant à l'enroulement de référence, ou "enroulement testé", à proximité de ladite fréquence de résonance de référence, fr * C) recherche de la température dudit enroulement testé associée, selon la relation fr(θ) établie à l'étape A), à ladite fréquence de résonance fr ; la fréquence de résonance de référence fr* étant supérieure à 100 kHz.The invention relates to a method for the non-invasive evaluation of the internal temperature of an electric machine in operation, or "electrical machine tested", said method comprising the following successive steps: A) determination of the evolution of a frequency of resonance of a reference winding of a reference electrical machine, of the same type as said tested electrical machine, from a reference resonance frequency fr *, as a function of the internal temperature θ of said reference electrical machine, so establishing a relation fr (θ) between said resonant frequency and said internal temperature; B) evaluating the value of a resonant frequency fr of a winding (10) of said tested electrical machine corresponding to the reference winding, or "winding tested", close to said reference resonance frequency, fr * C) search for the temperature of said associated tested winding, according to the equation fr (θ) established in step A), at said resonance frequency fr; the reference resonant frequency fr * being greater than 100 kHz.

Description

1 Procédé d'évaluation d'une température Domaine technique La présente invention concerne un procédé d'évaluation non invasif de la température interne d'une machine électrique et un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of non-invasive evaluation of the internal temperature of an electric machine and to a device for implementing such a method.

Etat de la technique La mesure de la température interne d'une machine électrique permet d'en contrôler le bon fonctionnement. A cet effet, on peut introduire des capteurs à l'intérieur du moteur ou, alternativement, utiliser un procédé non invasif. Parmi les procédés non invasifs, on connaît en particulier le procédé décrit dans US 4 897 584. Dans un mode de réalisation de ce procédé, alors qu'aucun courant ne circule dans un enroulement de la machine électrique, on connecte une capacité extérieure en série avec cet enroulement et on injecte dans ce circuit un signal dont on fait varier la fréquence dans une plage couvrant la fréquence de résonance de l'ensemble formé par l'enroulement et la capacité. L'intensité du courant qui circule dans ce circuit étant maximale à la fréquence de résonance, il suffit alors de mesurer cette intensité et la fréquence du signal correspondant pour évaluer la fréquence de résonance de l'enroulement associée à la capacité extérieure. A la fréquence de résonance, de quelques kHz, l'impédance de l'ensemble formé par l'enroulement et la capacité est décrite comme égale à la résistance ohmique. Le procédé décrit dans US 4 897 584 n'est cependant applicable que si l'enroulement n'est pas alimenté en courant pendant un intervalle de temps. En particulier, il n'est pas applicable si la machine électrique est connectée directement au réseau électrique. Par ailleurs, le fonctionnement de la machine électrique peut être perturbé par l'injection du signal. Il existe donc un besoin pour un procédé d'évaluation de la température interne d'une machine électrique qui soit non invasif, applicable sans perturbation du fonctionnement de la machine électrique et applicable même lorsque le courant alimentant la machine électrique varie en permanence. Un but de l'invention est de répondre à ce besoin.STATE OF THE ART The measurement of the internal temperature of an electric machine makes it possible to check its correct operation. For this purpose, sensors can be introduced inside the motor or, alternatively, use a non-invasive method. Among the non-invasive methods, the method described in US Pat. No. 4,897,584 is particularly known. In one embodiment of this method, while no current flows in a winding of the electrical machine, an external capacitance in series is connected. with this winding and injected into this circuit a signal whose frequency is varied in a range covering the resonant frequency of the assembly formed by the winding and the capacitance. Since the intensity of the current flowing in this circuit is maximum at the resonance frequency, it is then sufficient to measure this intensity and the frequency of the corresponding signal to evaluate the resonant frequency of the winding associated with the external capacitance. At the resonance frequency, of a few kHz, the impedance of the assembly formed by the winding and the capacitance is described as equal to the ohmic resistance. The method described in US Pat. No. 4,897,584, however, is applicable only if the winding is not powered for a period of time. In particular, it is not applicable if the electrical machine is directly connected to the electrical network. Moreover, the operation of the electric machine can be disturbed by the injection of the signal. There is therefore a need for a method of evaluating the internal temperature of an electric machine that is non-invasive, applicable without disrupting the operation of the electric machine and applicable even when the current supplying the electrical machine varies continuously. An object of the invention is to meet this need.

3036184 2 Résumé de l'invention Selon l'invention, on atteint ce but au moyen d'un procédé d'évaluation de la température interne d'une machine électrique en fonctionnement, ledit procédé comportant les étapes successives suivantes : 5 A) détermination de l'évolution d'une fréquence de résonance d'un enroulement de référence d'une machine électrique de référence, du même type que ladite machine électrique testée, depuis une fréquence de résonance de référence fr*, en fonction de la température interne 0 de ladite machine électrique de référence, de manière à établir une relation fr(0) entre ladite fréquence de résonance et ladite température 10 interne ; B) évaluation d'une fréquence de résonance fr d'un enroulement (10) de ladite machine électrique testée correspondant à l'enroulement de référence, ou "enroulement testé", à proximité de ladite fréquence de résonance de référence, fr* ; C) recherche de la température dudit enroulement testé associée, selon la relation fr(e) 15 établie à l'étape A), à ladite fréquence de résonance fr. Selon l'invention, la fréquence de résonance de référence fr* est supérieure à 100 kHz. Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, à des fréquences élevées, il n'est plus possible de modéliser facilement le comportement de l'enroulement. Les inventeurs ont cependant découvert que la température de l'enroulement était liée aux 20 fréquences de résonance à hautes fréquences. Avantageusement, la recherche d'une fréquence de résonance haute fréquence, et donc de la température, est ainsi possible sans pratiquement modifier le fonctionnement de la machine. Un procédé selon l'invention permet donc d'évaluer la température de l'enroulement, et donc de son environnement, de manière non invasive et sans interrompre 25 obligatoirement la circulation du courant électrique dans l'enroulement. Le procédé peut être mis en oeuvre sans modification du dispositif d'alimentation de la machine électrique, en particulier sans devoir insérer une capacité en série avec l'enroulement, comme cela est imposé pour rechercher une fréquence de résonance à basse fréquence.SUMMARY OF THE INVENTION According to the invention, this object is achieved by means of a method for evaluating the internal temperature of an electric machine in operation, said method comprising the following successive steps: A) determination of the evolution of a resonant frequency of a reference winding of a reference electric machine, of the same type as said tested electrical machine, from a reference resonance frequency fr *, as a function of the internal temperature 0 of said reference electric machine, so as to establish a relationship fr (0) between said resonant frequency and said internal temperature; B) evaluating a resonant frequency fr of a winding (10) of said tested electrical machine corresponding to the reference winding, or "tested winding", close to said reference resonance frequency, fr *; C) searching for the temperature of said associated tested winding, according to the equation (e) established in step A), at said resonance frequency fr. According to the invention, the reference resonance frequency fr * is greater than 100 kHz. As will be seen in more detail in the following description, at high frequencies, it is no longer possible to easily model the behavior of the winding. The inventors, however, have found that the temperature of the winding is related to the high frequency resonance frequencies. Advantageously, the search for a high frequency resonance frequency, and therefore the temperature, is thus possible without practically modifying the operation of the machine. A method according to the invention therefore makes it possible to evaluate the temperature of the winding, and therefore of its environment, in a non-invasive manner and without necessarily interrupting the flow of electric current in the winding. The method can be implemented without modification of the power supply device of the electric machine, in particular without having to insert a capacitance in series with the winding, as is required to search for a low frequency resonance frequency.

30 Avantageusement, un procédé selon l'invention est applicable à toute machine électrique comportant un enroulement, indépendamment de son alimentation.Advantageously, a method according to the invention is applicable to any electric machine comprising a winding, regardless of its power supply.

3036184 3 De préférence, le procédé comporte encore une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : la fréquence de résonance de référence fr* est une fréquence de résonance série ; la fréquence de résonance de référence fr* est de préférence supérieure à 1 MHz, de 5 préférence supérieure à 10 MHz ou à 20 MHz ; le rapport fr*/fBF - -BF est supérieur à 1000, supérieur à 5000, supérieur à 10 000, supérieur à 15 000, de préférence supérieur à 20 000, fBF désignant la fréquence fondamentale de la tension d'alimentation de la machine électrique testée, en dehors des opérations d'évaluation de l'étape B) ; 10 à l'étape B), on applique, aux bornes de l'enroulement de la machine électrique testée, une tension de test vHF pendant une fenêtre de mesure At, la fréquence de test fHF de la tension de test étant à proximité de la fréquence de résonance de référence fr*, et étant supérieure à 300 kHz, à 500 kHz, à 800 kHz,-à 1 MHz, de préférence supérieure à 5 MHz, de préférence supérieure à 10 MHz, de préférence encore supérieure à 15 MHz 15 ou à 20 MHz, et on détermine si ladite fréquence de test est une fréquence de résonance pour ledit enroulement ; à l'étape B), la fréquence de test fHF varie sur une plage [fHFmm-fHFmax] contenant la fréquence de résonance de référence fr* ; la tension aux bornes de l'enroulement de la machine électrique testée passe par zéro 20 pendant la fenêtre de mesure ; la fenêtre de mesure s'étend sur une durée inférieure au vingtième de la période de la tension d'alimentation vBF appliquée audit enroulement ; la fenêtre de mesure s'étend sur une durée inférieure à 100 microsecondes, de préférence à 50 microsecondes, à 30 microsecondes, ou à 20 microsecondes ; 25 la machine électrique testée est choisie dans le groupe formé par les machines électriques à courant alternatif, en particulier un moteur électrique, synchrone ou asynchrone, les alternateurs, les turbo-alternateurs, les machines électriques fonctionnant à vitesse variable mettant en oeuvre un variateur de vitesse (type onduleur à modulation de largeurs d'impulsions), les machines électriques à courant 30 continu et les organes statiques comme les transformateurs ou les contacteurs. L'invention peut être en particulier mise en oeuvre pour des machines électriques de systèmes motorisés industriels, de générateurs de production d'énergie, notamment de 3036184 4 turbo-alternateurs ou de générateurs hydroélectriques, d'éoliennes, de véhicules, notamment ferroviaires ou aéronautiques, ou de protection des réseaux, notamment de transformateurs. Dans un mode de réalisation, la machine électrique n'est pas alimentée par l'intermédiaire 5 d'un transformateur ou d'un variateur de vitesse. L'invention concerne aussi un dispositif d'injection pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention, le dispositif d'injection comportant : - un générateur comportant : - un modulateur apte à générer une tension modulante vm présentant une 10 valeur variable dans le temps ; - un oscillateur contrôlé par la tension modulante vm, apte à générer une tension de test vHF d'amplitude constante et à une fréquence de test fHF variable sur la plage Pr L-HFmin-fHFmax] en fonction de la valeur de la tension modulante ; 15 - un interrupteur principal apte à sélectivement commander ledit générateur; - un module de commande apte à fermer ledit interrupteur principal pendant une fenêtre de mesure At, la fenêtre de mesure At étant adaptée pour que la fréquence de test fHF parcourt une plage Pr L-HFm n-fHFmax] sous l'effet de la variation de la valeur de la tension modulante, la fréquence de test minimale 20 fElFmin étant supérieure à 100 kHz, la fenêtre de mesure At incluant de préférence un passage par zéro de la tension d'alimentation vBF de l'enroulement ; - un module de mesure de l'amplitude de la composante HF du courant parcourant l'enroulement pendant ladite fenêtre de mesure ; 25 - un détecteur de crête apte à déterminer - un instant tr auquel la courbe enveloppe de l'amplitude de la composante HF du courant mesuré par ledit module de mesure est à un maximum ; la valeur vmr de la tension modulante vm audit instant tr ; la fréquence de test fHF correspondant à ladite valeur vmr de la tension 30 modulante audit instant tr. De préférence, le dispositif d'injection comporte encore une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : 3036184 5 la fréquence f -HFmm est supérieure à 300 kHz, à 500 kHz, à 800 kHz, 1 MHz, de préférence supérieure à 5 MHz, de préférence supérieure à 10 MHz, de préférence encore supérieure à 15 MHz ou à 20 MHz le module de commande est configuré pour prévoir et/ou détecter un passage par zéro 5 de la tension d'alimentation vBF de l'enroulement, et pour fermer et maintenir fermé l'interrupteur principal pendant une fenêtre de mesure At incluant ledit passage à zéro ; le dispositif d'injection comporte des premier et deuxième fils de connexion permettant de connecter des première et deuxième bornes du générateur à des 10 première et deuxième bornes de l'enroulement, respectivement, une capacité étant insérée dans au moins un, de préférence dans chacun desdits fils de connexion ; la fenêtre de mesure s'étend sur une durée supérieure à deux fois la durée nécessaire pour que la fréquence de test fHF parcourt une plage rf L-HFm n-fHFmax] ; la fenêtre de mesure de mesure s'étend sur une durée inférieure à 100 microsecondes.Preferably, the method further comprises one or more of the following optional features: the reference resonance frequency fr * is a series resonance frequency; the reference resonance frequency fr * is preferably greater than 1 MHz, preferably greater than 10 MHz or 20 MHz; the ratio fr * / fBF - -BF is greater than 1000, greater than 5000, greater than 10,000, greater than 15,000, preferably greater than 20,000, fBF denoting the fundamental frequency of the supply voltage of the electrical machine tested, outside the evaluation operations of step B); 10 in step B), a test voltage vHF is applied across the winding of the tested electrical machine during a measurement window At, the test frequency fHF of the test voltage being close to the reference resonance frequency fr *, and being greater than 300 kHz, 500 kHz, 800 kHz, at 1 MHz, preferably greater than 5 MHz, preferably greater than 10 MHz, more preferably greater than 15 MHz or at 20 MHz, and it is determined whether said test frequency is a resonant frequency for said winding; in step B), the fHF test frequency varies over a range [fHFmm-fHFmax] containing the reference resonance frequency fr *; the voltage across the winding of the tested electrical machine goes through zero during the measuring window; the measurement window extends over a period less than twentieth of the period of the supply voltage vBF applied to said winding; the measurement window is less than 100 microseconds, preferably 50 microseconds, 30 microseconds, or 20 microseconds; The electrical machine tested is selected from the group formed by AC electric machines, in particular an electric motor, synchronous or asynchronous, alternators, turbo-alternators, variable speed electric machines using a variable speed drive. speed (pulse width modulation type inverter), DC current electrical machines and static devices such as transformers or contactors. The invention can be used in particular for electric machines of industrial motorized systems, generators of energy production, in particular of 3036184 4 turbo-alternators or of hydroelectric generators, wind turbines, vehicles, in particular railway or aeronautical vehicles. , or protection networks, including transformers. In one embodiment, the electric machine is not powered through a transformer or a variable speed drive. The invention also relates to an injection device for implementing a method according to the invention, the injection device comprising: a generator comprising: a modulator capable of generating a modulating voltage vm having a value; variable in time; an oscillator controlled by the modulating voltage vm, able to generate a vHF test voltage of constant amplitude and at a variable test frequency fHF over the range Pr L-HFmin-fHFmax] as a function of the value of the modulating voltage; A main switch capable of selectively controlling said generator; a control module capable of closing said main switch during a measurement window At, the measurement window At being adapted so that the test frequency fHF travels a range Pr L-HFm n-fHFmax] under the effect of the variation the value of the modulating voltage, the minimum test frequency fElFmin being greater than 100 kHz, the measurement window At preferably including a zero crossing of the supply voltage vBF of the winding; a module for measuring the amplitude of the RF component of the current flowing through the winding during said measurement window; A peak detector capable of determining - an instant tr at which the envelope curve of the amplitude of the RF component of the current measured by said measurement module is at a maximum; the value vmr of the modulating voltage vm at instant tr; the test frequency fHF corresponding to said value vmr of the modulating voltage at said instant tr. Preferably, the injection device further comprises one or more of the following optional features: the frequency f -HFmm is greater than 300 kHz, 500 kHz, 800 kHz, 1 MHz, preferably greater than 5 MHz, preferably greater than 10 MHz, more preferably greater than 15 MHz or 20 MHz the control module is configured to predict and / or detect a zero crossing of the winding voltage vBF, and to close and keeping the main switch closed during a measurement window At including said zero crossing; the injection device comprises first and second connection wires for connecting first and second terminals of the generator to first and second terminals of the winding, respectively, a capacitor being inserted in at least one, preferably in each said connection wires; the measurement window is longer than twice the time required for the fHF test frequency to travel over a range of L-HFm n-fHFmax]; the measuring measurement window extends for a duration less than 100 microseconds.

15 Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et à l'examen du dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente, schématiquement, un dispositif d'injection selon l'invention ; la figure 2a représente, schématiquement, une modélisation d'un enroulement soumis 20 à une tension Basse Fréquence ; la figure 2b représente, schématiquement, une modélisation d'un enroulement soumis à une tension Haute Fréquence, les inductances et résistances qui apparaissent sur le schéma de la figure 2b étant beaucoup plus faibles que celles qui apparaissent sur le schéma de la figure 2a ; 25 la figure 3 représente, en fonction de la fréquence HF de la tension appliquée à un enroulement, le module de l'impédance (courbes pleines) et l'argument de l'impédance (courbes en traits interrompus), pour deux températures T1 (trait fin) et T2 (trait gras) ; la figure 4 représente un exemple de courbe caractéristique permettant de déterminer 30 la température d'un enroulement à partir de la fréquence de résonance dudit enroulement ; 3036184 6 - la figure 5 représente un exemple de signal modulant vn, et la courbe enveloppe de l'amplitude de la composante HF du courant in) qui parcourt l'enroulement. Définitions Une "fréquence de résonance" est une fréquence qui permet d'annuler la partie imaginaire 5 d'une impédance. La fréquence de résonance "de référence" est une fréquence de résonance mesurée à une température déterminée, par exemple 20°C. Par "haute fréquence", on entend une fréquence supérieure à 100 kHz. Les fréquences de résonance sont des hautes fréquences pour un enroulement à l'échelle de la fréquence 10 fondamentale des signaux d'alimentation. La composante haute fréquence ou « HF » du courant parcourant l'enroulement ou de la tension aux bornes de l'enroulement est la partie de ce courant ou de cette tension, respectivement, provenant du dispositif d'injection. Deux exemplaires d'un modèle de machine électrique produit en plusieurs exemplaires, 15 classiquement produit en série, comme les « machine électrique de référence » et « machine électrique testée » sont dits « du même type ». Deux machines électriques du même type sont donc identiques. Deux pièces, par exemple deux enroulements, de ces deux machines électriques, respectivement, qui sont identiques et agencées de la même façon, sont dites « correspondantes ». De manière générale, l'enroulement objet des étapes 20 B) et C) (enroulement "testé") n'est donc pas celui objet de l'étape A) (enroulement "de référence"), mais ces deux enroulements, qui se correspondent, appartiennent à des machines électriques du même type. Une fréquence de résonance fr à une température de mesure est dite « à proximité d'une fréquence de résonance de référence, fr* » si, lorsque ladite température de mesure est 25 amenée à la température de référence à laquelle ladite fréquence de résonance de référence a été mesurée, elle rejoint ladite fréquence de résonance de référence. L'intensité iBF, la tension vBF et la fréquence fBF du signal d'alimentation de la machine électrique testée en fonctionnement ne sont sensiblement pas affectées par l'injection du signal HF. 30 vBF désigne la tension fondamentale de la tension d'alimentation.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the following detailed description and on examining the appended drawing, in which FIG. 1 schematically represents a device of FIG. injection according to the invention; Figure 2a schematically shows a modeling of a winding subjected to a low frequency voltage; FIG. 2b represents, schematically, a modeling of a winding subjected to a High Frequency voltage, the inductances and resistances which appear in the diagram of FIG. 2b being much smaller than those which appear in the diagram of FIG. 2a; FIG. 3 shows, as a function of the RF frequency of the voltage applied to a winding, the impedance module (solid curves) and the impedance argument (dashed lines), for two temperatures T1 (FIG. fine line) and T2 (bold line); FIG. 4 shows an example of a characteristic curve for determining the temperature of a winding from the resonant frequency of said winding; FIG. 5 represents an example of a modulating signal vn, and the envelope curve of the amplitude of the HF component of the current in) which traverses the winding. Definitions A "resonance frequency" is a frequency that makes it possible to cancel the imaginary part of an impedance. The "reference" resonance frequency is a resonance frequency measured at a determined temperature, for example 20 ° C. By "high frequency" is meant a frequency greater than 100 kHz. The resonant frequencies are high frequencies for fundamental frequency scaling of the power signals. The high frequency component or "HF" of the current flowing through the winding or the voltage across the winding is the portion of that current or voltage, respectively, coming from the injection device. Two copies of a model of electric machine produced in several copies, classically produced in series, as the "electrical reference machine" and "electrical machine tested" are said to "of the same type". Two electric machines of the same type are therefore identical. Two pieces, for example two windings, of these two electrical machines, respectively, which are identical and arranged in the same way, are called "corresponding". In general, the winding object of steps 20 B) and C) (winding "tested") is therefore not the object of step A) (winding "reference"), but these two windings, which are correspond, belong to electric machines of the same type. A resonance frequency fr at a measurement temperature is said to be "close to a reference resonance frequency, fr *" if, when said measurement temperature is brought to the reference temperature at which said reference resonance frequency has been measured, it joins said reference resonance frequency. The intensity iBF, the voltage vBF and the frequency fBF of the power signal of the electrical machine tested in operation are not substantially affected by the injection of the RF signal. VBF denotes the fundamental voltage of the supply voltage.

3036184 7 Par "comprenant un", "comportant un", ou "présentant un", il faut comprendre, sauf indication contraire, "comportant au moins un". En particulier, de préférence, une machine électrique selon l'invention comporte plusieurs enroulements. Description détaillée 5 Un enroulement en haute fréquence se caractérise par un schéma équivalent comportant des résistances, des capacités et des inductances, auxquelles il convient d'ajouter les mutuelles inductances entre les différentes spires qui constituent l'enroulement. De nombreux paramètres peuvent cependant influencer ces éléments, et donc l'impédance d'un enroulement, en particulier la géométrie de l'enroulement, la qualité de l'isolant 10 enrobant le fil électrique de l'enroulement, et en particulier sa permittivité, la perméabilité relative au fer autour duquel l'enroulement est classiquement enroulé, l'effet de peau, les phénomènes de dilatation, et la température de l'enroulement. A la fréquence fondamentale d'alimentation qui est typiquement de quelques dizaines de Hertz, ce qui correspond à une basse fréquence, les effets capacitifs sont pratiquement 15 inexistants et l'enroulement peut alors être modélisé facilement. Lorsqu'un signal à haute fréquence est injecté dans un enroulement, en particulier aux hautes fréquences de résonance, le comportement de l'enroulement pour ces fréquences est cependant difficile, voire impossible à modéliser. En particulier, si, à basse fréquence, les effets capacitifs sont pratiquement insignifiants, ils sont au contraire particulièrement 20 significatifs à haute fréquence. Par exemple, la figure 2b illustre une modélisation d'un enroulement sous une tension à haute fréquence. Dans un circuit comme celui représenté sur la figure 2b, l'enroulement n'est donc pas assimilable à une simple combinaison d'une résistance et d'une inductance comme en basse fréquence, et la partie réelle de l'impédance de l'enroulement ne 25 s'identifie pas à une simple résistance. A haute fréquence, il n'existe donc pas de loi simple permettant de déterminer la température de l'enroulement en fonction de la partie réelle ou de la partie imaginaire de l'impédance. Les inventeurs ont découvert qu'il existe, à haute fréquence, une relation entre une 30 fréquence de résonance et la température interne de la machine électrique. La figure 3 illustre cette découverte. Elle représente, en fonction de la fréquence de la tension à haute fréquence appliquée à l'enroulement, le module de l'impédance (courbes en 3036184 8 traits continus) et l'argument (courbes en traits interrompus) de l'impédance, qui définit le déphasage en HF entre la tension et le courant parcourant l'enroulement à deux températures T1 et T2, pour un moteur asynchrone de 4 kW. La température T2 est supérieure à la température T1 avec T1 de l'ordre de 20°C et T2 5 proche de 30°C. A température ambiante (20°C), la fréquence de résonance de référence fr*, qui correspond à un déphasage nul, a été mesurée à 20,375 MHz. On constate que la fréquence de résonance fr est d'autant plus faible que la température croît. Des mesures montrent que la hausse de la température T1 à T2 se traduit par une diminution de la fréquence de 10 résonance de l'ordre de 220 kHz. Il existe des résonances de type « série » et des résonances de type "parallèle". Pour une résonance de type série, l'impédance présente une valeur minimale et la composante HF du courant est maximale. Pour une résonance de type parallèle, l'impédance est maximale à la fréquence de résonance et la composante HF du courant est minimale.By "comprising a", "having a", or "having a", it is to be understood, unless otherwise indicated, "comprising at least one". In particular, preferably, an electric machine according to the invention comprises several windings. DETAILED DESCRIPTION A high frequency winding is characterized by an equivalent diagram comprising resistors, capacitors and inductances, to which the mutual inductances between the different turns constituting the winding must be added. Many parameters can, however, influence these elements, and therefore the impedance of a winding, in particular the geometry of the winding, the quality of the insulator 10 encapsulating the winding wire, and in particular its permittivity, the permeability relative to the iron around which the winding is conventionally wound, the skin effect, the expansion phenomena, and the temperature of the winding. At the fundamental power frequency which is typically a few tens of Hertz, which corresponds to a low frequency, the capacitive effects are practically non-existent and the winding can then be modeled easily. When a high frequency signal is injected into a winding, in particular at high resonance frequencies, the behavior of the winding for these frequencies is however difficult or impossible to model. In particular, if, at low frequency, the capacitive effects are practically insignificant, they are on the contrary particularly significant at high frequency. For example, Figure 2b illustrates a modeling of a winding under a high frequency voltage. In a circuit such as that shown in FIG. 2b, the winding is therefore not comparable to a simple combination of a resistor and an inductor, such as at low frequency, and the real part of the impedance of the winding. does not identify with mere resistance. At high frequency, there is therefore no simple law for determining the temperature of the winding as a function of the real part or the imaginary part of the impedance. The inventors have discovered that there is a high frequency relationship between a resonant frequency and the internal temperature of the electric machine. Figure 3 illustrates this discovery. It represents, as a function of the frequency of the high frequency voltage applied to the winding, the impedance modulus (curves in 3036184 8 continuous lines) and the argument (dashed lines) of the impedance, which defines the HF phase shift between the voltage and the current flowing through the two-temperature winding T1 and T2, for a 4 kW asynchronous motor. The temperature T2 is greater than the temperature T1 with T1 of the order of 20 ° C and T2 5 close to 30 ° C. At room temperature (20 ° C), the reference resonance frequency fr *, which corresponds to a zero phase shift, was measured at 20.375 MHz. It is found that the resonant frequency fr is lower as the temperature increases. Measurements show that the increase in temperature T1 to T2 results in a decrease in the resonance frequency of the order of 220 kHz. There are "series" resonances and "parallel" type resonances. For series resonance, the impedance has a minimum value and the RF component of the current is maximum. For parallel-type resonance, the impedance is maximum at the resonant frequency and the RF component of the current is minimal.

15 La figure 3 montre que la fréquence de résonance de référence fr* est une fréquence de résonance série. En effet, le module de l'impédance est sensiblement minimal et correspond donc à une intensité iHF maximale. L'utilisation d'une fréquence de résonance série pour évaluer la température de la machine électrique permet avantageusement une meilleure précision que l'utilisation d'une fréquence de résonance parallèle.Figure 3 shows that the reference resonance frequency fr * is a series resonant frequency. Indeed, the impedance module is substantially minimal and therefore corresponds to a maximum iHF intensity. The use of a series resonance frequency to evaluate the temperature of the electric machine advantageously allows a better accuracy than the use of a parallel resonance frequency.

20 Procédé Un procédé selon l'invention permet d'évaluer la température interne d'un enroulement "testé" d'une machine électrique testée en fonctionnement, sans avoir besoin de recourir à une alimentation particulière ou de modifier sa tension d'alimentation. L'étape A) est réalisée, de préférence en laboratoire, sur une machine électrique « de 25 référence » du type de la machine électrique « testée » qui fera l'objet des étapes suivantes B) et C), en conditions d'exploitation. A l'étape A), on choisit une fréquence de résonance d'un enroulement de référence de la machine de référence à une température de référence déterminée, par exemple à 20°C. Cette fréquence de résonance « de référence » fr*est de préférence supérieure à 300 kHz, à 30 500 kHz, à 800 kHz, à 1 MHz, de préférence supérieure à 5 MHz, de préférence supérieure à 10 MHz, de préférence encore supérieure à 15 MHz ou à 20 MHz. En effet, 3036184 9 plus cette fréquence est élevée, moins le fonctionnement de la machine électrique testée sera perturbé et plus facile sera la mise en oeuvre du dispositif d'injection. Le rapport fr*/f - -BF est de préférence supérieur à 1000, supérieur à 5000, supérieur à 10 000, supérieur à 15 000, de préférence supérieur à 20 000.Process A method according to the invention makes it possible to evaluate the internal temperature of a "tested" winding of an electrical machine tested in operation, without having to resort to a particular power supply or to modify its supply voltage. Step A) is carried out, preferably in the laboratory, on a "reference" electrical machine of the type of "tested" electrical machine which will be the subject of the following steps B) and C), under operating conditions . In step A), a resonant frequency of a reference winding of the reference machine is chosen at a determined reference temperature, for example at 20 ° C. This reference frequency "reference" fr * is preferably greater than 300 kHz, 500 kHz, 800 kHz, 1 MHz, preferably greater than 5 MHz, preferably greater than 10 MHz, more preferably greater than 10 MHz. 15 MHz or 20 MHz. Indeed, 3036184 9 plus this frequency is high, the less the operation of the electrical machine tested will be disturbed and easier will be the implementation of the injection device. The ratio fr * / f - -BF is preferably greater than 1000, greater than 5000, greater than 10,000, greater than 15,000, and preferably greater than 20,000.

5 De préférence, la fréquence de résonance de référence fr* considérée est une fréquence de résonance de type "série", c'est-à-dire pour laquelle la composante haute fréquence du courant qui traverse l'enroulement présente une amplitude maximale à la résonance. On examine ensuite, sur la machine électrique de référence, comment la fréquence de résonance choisie évolue quand la température de l'enroulement de référence s'écarte de 10 la température de référence, et en particulier sa valeur lorsque la température de l'enroulement de référence atteint les températures que l'enroulement testé sera susceptible d'atteindre dans la machine électrique testée en fonctionnement. On détermine ainsi une relation entre la fréquence de résonance, à proximité de la fréquence de résonance de référence, et la température de l'enroulement de référence, en 15 particulier dans une plage de températures correspondant aux températures d'utilisation normales de la machine électrique testée. Un exemple de courbe caractéristique fournissant l'évolution d'une fréquence de résonance d'un enroulement de référence en fonction de sa température est fourni par la figure 4. Cette courbe caractéristique qui, en l'occurrence, décroît de manière sensiblement linéaire, 20 permet donc d'évaluer, à partir de la fréquence de résonance, la température à l'intérieur de la machine électrique. L'établissement de ladite relation entre la fréquence de résonance et la température de l'enroulement est "expérimentale", c'est-à-dire qu'elle est effectuée dans des conditions spécifiquement adaptées pour mesurer la température, qui a priori ne correspondent pas 25 aux conditions prévues pour l'exploitation de la machine électrique. En particulier, pour mesurer la température, on peut utiliser un capteur de température ou toute technologie connue à cet effet, et en particulier des technologies qui, pour des raisons techniques ou de coûts, ne peuvent être utilisées, à tout le moins de manière systématique, pour les machines électriques exploitées industriellement. La température de l'enroulement peut 30 être par exemple estimée en mesurant la température au moyen d'un capteur disposé à l'intérieur de la machine électrique.Preferably, the reference resonance frequency fr * considered is a "series" resonance frequency, ie for which the high frequency component of the current flowing through the winding has a maximum amplitude at the resonance. The reference electric machine then examines how the resonant frequency chosen changes when the temperature of the reference winding deviates from the reference temperature, and in particular its value when the temperature of the winding of reference reaches the temperatures that the tested winding will be likely to achieve in the electrical machine tested in operation. A relationship is thus determined between the resonant frequency, in the vicinity of the reference resonant frequency, and the reference winding temperature, in particular in a temperature range corresponding to the normal operating temperatures of the electric machine. tested. An example of a characteristic curve providing the evolution of a resonant frequency of a reference winding as a function of its temperature is given in FIG. 4. This characteristic curve, which in this case decreases in a substantially linear manner, therefore makes it possible to evaluate, from the resonant frequency, the temperature inside the electric machine. The establishment of the said relation between the resonant frequency and the winding temperature is "experimental", that is to say that it is carried out under conditions specifically adapted to measure the temperature, which a priori do not correspond not under the conditions laid down for the operation of the electric machine. In particular, to measure the temperature, it is possible to use a temperature sensor or any known technology for this purpose, and in particular technologies which, for technical or cost reasons, can not be used, at least in a systematic way. , for the electric machines exploited industrially. The temperature of the winding can for example be estimated by measuring the temperature by means of a sensor disposed inside the electric machine.

3036184 10 De préférence, l'étape A) est réalisée sur une machine électrique de référence qui ne sert qu'à des fins de mesures. Pour un type de machine électrique déterminé, l'étape A) est de préférence mise en oeuvre une seule fois.Preferably, step A) is performed on an electrical reference machine which serves only for measurement purposes. For a particular type of electrical machine, step A) is preferably carried out only once.

5 L'étape A) est préalable aux autres étapes. Elle peut être réalisée plusieurs semaines, ou plusieurs mois, voire plusieurs années avant les étapes B) et C). En particulier, il est possible de s'affranchir de l'étape A) si le constructeur de la machine fournit ces données. Les étapes B) et C) peuvent être appliquées à toutes les machines électriques du type de la machine électrique de référence, et en particulier sur des machines électriques dépourvues 10 de capteur de température. De préférence, elles mettent en oeuvre un dispositif d'injection selon l'invention. Un procédé selon l'invention s'applique à toute machine électrique testée. Une telle machine électrique comporte classiquement un enroulement 10 exclusivement alimenté, pour son fonctionnement, hors de la fenêtre de mesure At décrite ci-après, par un courant 15 d'alimentation iBF sous une tension d'alimentation vBF. La fréquence (Basse Fréquence "BF") de la tension d'alimentation vBF de l'enroulement est classiquement supérieure à 10 Hz, à 20 Hz, à 30 Hz et/ou inférieure à 80 Hz, à 70 Hz, par exemple de 50 Hz ou 60Hz. L'amplitude de la tension d'alimentation vBF est de préférence supérieure à 100V, à 150V, à 210V, à 250V, à 300V, à 350V. Elle peut être en particulier 20 typiquement de 380V, ou de 660V. La forme de la tension d'alimentation peut être quelconque, de préférence sinusoïdale. De préférence, elle s'annule régulièrement, comme la tension alternative du réseau électrique. Dans un mode de réalisation, l'enroulement est alimenté directement par le réseau électrique public.Step A) is prior to the other steps. It can be carried out several weeks, or several months, even several years before steps B) and C). In particular, it is possible to overcome step A) if the manufacturer of the machine provides this data. Steps B) and C) can be applied to all electrical machines of the type of the electrical reference machine, and in particular to electrical machines without temperature sensor. Preferably, they implement an injection device according to the invention. A method according to the invention applies to any electrical machine tested. Such an electrical machine conventionally comprises a winding 10 exclusively powered, for its operation, out of the measurement window At described hereinafter, by a supply current iBF under a supply voltage vBF. The frequency (low frequency "BF") of the supply voltage vBF of the winding is conventionally greater than 10 Hz, at 20 Hz, at 30 Hz and / or below 80 Hz, at 70 Hz, for example 50 Hz. Hz or 60Hz. The amplitude of the supply voltage vBF is preferably greater than 100V, 150V, 210V, 250V, 300V, 350V. It can be in particular typically 380V, or 660V. The form of the supply voltage can be arbitrary, preferably sinusoidal. Preferably, it vanishes regularly, as the AC voltage of the electrical network. In one embodiment, the winding is powered directly by the public electricity grid.

25 L'intensité iBF est variable en fonction de la puissance de la machine électrique considérée. L'étape B) est mise en oeuvre sans modification des conditions d'alimentation électrique de l'enroulement, et en particulier sans modification de la tension d'alimentation vBF. Dans un mode de réalisation, la tension d'alimentation de l'enroulement varie en permanence pendant l'étape B) ou la tension d'alimentation de l'enroulement ne reste 30 jamais à une valeur nulle.The intensity iBF is variable depending on the power of the electric machine considered. Step B) is carried out without modifying the power supply conditions of the winding, and in particular without modifying the supply voltage vBF. In one embodiment, the winding supply voltage varies continuously during step B) or the winding supply voltage never remains at zero.

3036184 11 L'étape B) peut être mise en oeuvre dès la mise sous tension de la machine et être opérationnelle sur toute la durée de fonctionnement de la dite machine, par exemple pendant plus de 1 heure, plus de 2 heures ou plus de 10 heures. Dispositif d'injection 5 Pour évaluer la fréquence de résonance d'une machine électrique testée en fonctionnement, l'invention propose de soumettre un enroulement 10 de cette machine, pendant une fenêtre de mesure At, à une tension de test vHF à haute fréquence (HF) au moyen d'un dispositif d'injection 15. Ce dispositif comporte de préférence un générateur 20 connecté aux bornes 22 et 24 de 10 l'enroulement 10 (Fig. 1). Plus précisément, des bornes 32 et 34 du générateur 20 sont connectées aux bornes 22 et 24 de l'enroulement 10, respectivement, par l'intermédiaire de fils de connexion 42 et 44. Comme à l'échelle de At, le signal vBF peut être considéré comme un signal continu très lentement variable, une capacité 52 et/ou une capacité 54 peuvent être insérées sur les lignes 42 et/ou 44, respectivement de manière à éviter que la 15 tension vBF ne vienne perturber le générateur 20. Le dispositif d'injection testé sur la machine asynchrone 380V, 4kW met par exemple en oeuvre des capacités de 100nF. Le générateur 20 est adapté pour imposer entre ses bornes 32 et 34 une tension de test vHF. Plus précisément, le générateur 20 comporte de préférence un modulateur 36 apte à générer un signal modulant ou "tension modulante" vm, et un oscillateur 38 contrôlé par la 20 tension modulante, apte à générer une tension de test vHF à une fréquence de test fHF variable dans une plage Pr L-HFmm-fHFmax] en fonction de la tension modulante vm. Cet ensemble modulateur-oscillateur est communément appelé VCO (« Voltage Controlled Oscillator » ou Oscillateur contrôlé par la tension). La tension modulante vm peut être, par exemple, un signal triangulaire, comme représenté 25 sur la figure 4. L'amplitude de la tension modulante vm est de préférence déterminée de manière que la plage de variation de la fréquence de test fHF sur une période de la tension modulante vm, comprise entre fHFmm et filFmax, contienne la fréquence de résonance de référence fr*, mais aussi les fréquences de résonance à proximité de la fréquence de résonance de référence 30 dans la plage de températures à laquelle l'enroulement 10 de la machine électrique testée est susceptible d'être soumis.Stage B) can be implemented as soon as the machine is turned on and can be operational for the entire operating period of said machine, for example for more than 1 hour, more than 2 hours or more than 10 hours. hours. In order to evaluate the resonance frequency of an electrical machine tested in operation, the invention proposes to subject a winding 10 of this machine, during a measuring window At, to a high frequency vHF test voltage ( HF) by means of an injection device 15. This device preferably comprises a generator 20 connected to the terminals 22 and 24 of the winding 10 (FIG 1). Specifically, terminals 32 and 34 of the generator 20 are connected to the terminals 22 and 24 of the winding 10, respectively, via connecting son 42 and 44. As at the scale of At, the vBF signal can be considered as a very slowly variable continuous signal, a capacitance 52 and / or a capacitance 54 can be inserted on the lines 42 and / or 44, respectively, so as to prevent the vBF voltage from disturbing the generator 20. The device Injection tested on the 380V asynchronous machine, 4kW implements for example 100nF capacities. The generator 20 is adapted to impose between its terminals 32 and 34 a test voltage vHF. More specifically, the generator 20 preferably comprises a modulator 36 adapted to generate a modulating signal or "modulating voltage" vm, and an oscillator 38 controlled by the modulating voltage, capable of generating a test voltage vHF at a test frequency fHF variable in a range Pr L-HFmm-fHFmax] as a function of the modulating voltage vm. This modulator-oscillator assembly is commonly called VCO (Voltage Controlled Oscillator). The modulating voltage vm may be, for example, a triangular signal, as shown in FIG. 4. The amplitude of the modulating voltage vm is preferably determined so that the range of variation of the fHF test frequency over a period the modulating voltage vm, between fHFmm and filFmax, contains the reference resonance frequency fr *, but also the resonant frequencies in the vicinity of the reference resonant frequency 30 in the temperature range at which the winding 10 of the electrical machine tested is likely to be submitted.

3036184 12 Pendant une période, la tension de la tension modulante vm varie entre vm n et vm max. De préférence, vm min est inférieur à 0,2 V, à 0,1 V, de préférence sensiblement nul. De préférence, vmmax est supérieur à 0,5 V, à 0,8 V, à 1,0 V et/ou inférieur à 5 V, à 3 V, à 2 V. De préférence, la fréquence fm de la tension modulante vm est supérieure à 50 fois, de 5 préférence à 100 fois, de préférence à 150 fois, de préférence à 200 fois la fréquence fHF moyenne entre fHFmin et fhrmax ou la fréquence de résonance de référence fr*. De préférence, la fréquence fm de la tension modulante vm est inférieure à 200 kHz, de préférence inférieure à 150 kHz, de préférence inférieure à 100 kHz. Pratiquement, plus l'indice de modulation défini par (fHFmax-fHFmin)/fm est faible meilleure est la précision 10 L'oscillateur 38 est un composant bien connu, permettant d'imposer une fréquence de test, fHF, en fonction de la valeur instantanée de la tension modulante vm. La largeur de la plage Pr L-HFm n-fHFmax] peut être adaptée en fonction de la précision de la mesure souhaitée. De préférence, la fréquence fHFmin n est supérieure à 300 kHz, à 500 kHz, à 800 kHz, à 2 15 MHz, de préférence supérieure à 5 MHz, de préférence supérieure à 10 MHz, de préférence encore supérieure à 15 MHz ou à 20 MHz. De préférence, fHFmin et/ou fHFmax sont écartées de la fréquence de résonance de référence fr* de moins de 10%, moins de 5%, voire moins de 3% ou moins de 2% de la fréquence de résonance de référence fr*.During a period, the voltage of the modulating voltage vm varies between vm n and vm max. Preferably, v min is less than 0.2 V, at 0.1 V, preferably substantially zero. Preferably, vmmax is greater than 0.5 V, 0.8 V, 1.0 V and / or less than 5 V, 3 V, 2 V. Preferably, the frequency fm of the modulating voltage vm is greater than 50 times, preferably 100 times, preferably 150 times, preferably 200 times the average fHF frequency between fHFmin and fhrmax or the reference resonance frequency fr *. Preferably, the frequency fm of the modulating voltage vm is less than 200 kHz, preferably less than 150 kHz, preferably less than 100 kHz. In practice, the better the modulation index defined by (fHFmax-fHFmin) / fm, the better the accuracy. The oscillator 38 is a well-known component, making it possible to impose a test frequency, fHF, as a function of the value. instantaneous modulating voltage vm. The width of the Pr L-HFm range n-fHFmax] can be adapted according to the accuracy of the desired measurement. Preferably, the frequency fHFmin n is greater than 300 kHz, 500 kHz, 800 kHz, 2 MHz, preferably greater than 5 MHz, preferably greater than 10 MHz, more preferably greater than 15 MHz, or MHz. Preferably, fHFmin and / or fHFmax are deviated from the reference resonance frequency fr * by less than 10%, less than 5%, or even less than 3% or less than 2% of the reference resonance frequency fr *.

20 L'amplitude de la tension de test vHF est de préférence compris entre 5 et 10% de celle de la tension d'alimentation. De préférence, le rapport de l'amplitude de la tension d'alimentation vBF sur l'amplitude de la tension de test vHF est supérieur à 10 et inférieur à 20. Lorsque la tension modulante vm varie entre vm min et vm max, le générateur 20 injecte donc 25 une tension vHF d'amplitude constante dont la fréquence de test fHF varie entre et fHFmin fHFmax. -in A haute fréquence, l'impédance des condensateurs est sensiblement nulle, de sorte que la tension de test vHF se retrouve intégralement dans la tension vio qui apparaît entre les bornes de l'enroulement 10.The amplitude of the test voltage vHF is preferably between 5 and 10% of that of the supply voltage. Preferably, the ratio of the amplitude of the supply voltage vBF to the amplitude of the test voltage vHF is greater than 10 and less than 20. When the modulating voltage vm varies between vm min and vm max, the generator 20 injects a vHF voltage of constant amplitude whose test frequency fHF varies between and fHFmin fHFmax. At high frequency, the impedance of the capacitors is substantially zero, so that the test voltage vHF is found entirely in the voltage V 0 which appears between the terminals of the winding 10.

30 Le courant de test i10 traversant l'enroulement 10 résulte de la somme du courant de test iFIF et du courant d'alimentation iBF. Le module de mesure du courant permet de filtrer la composante BF iBF. Les capacités 52 et 54 permettent d'éviter que le courant iBF ne 3036184 13 remonte vers le générateur 20 dans la mesure où le courant iBF, à la fréquence de test fHF, peut être considéré comme sensiblement continu, Le courant de test iHF présente une amplitude et un déphasage avec la tension de test vHF qui dépendent de l'impédance de l'enroulement 10, elle-même variable en fonction de la 5 fréquence de test fHF. La figure 5 fournit, à chaque instant, les valeurs maximales et minimales de iHF, qui définissent la courbe enveloppe du courant iHF. Ces valeurs sont fonction de l'amplitude de la tension modulante vo, c'est-à-dire en fonction de la fréquence de test fHF. Dans un mode de réalisation préféré représenté, le dispositif d'injection comporte un 10 module de mesure 43 permettant de mesurer la composante HF du courant ilo qui circule dans l'enroulement, un détecteur de crête 45 permettant de déterminer l'instant tr auquel la courbe enveloppe de l'amplitude de cette composante HF est à son maximum, puis la valeur de la tension modulante vo,r correspondante, et enfin la fréquence de résonance fr correspondante. A l'instant tr, le maximum de l'enveloppe de la composante HF de in) 15 correspond en effet à une valeur vo,r de la tension modulante vo, qui définit elle-même, compte-tenu de la fonction de transfert de l'oscillateur 38, la fréquence de test fHF, qui, à l'instant t, est égale à la fréquence de résonance fr. Le dispositif d'injection 15 comporte un interrupteur principal 60 permettant sélectivement l'application de la tension de test vHF.The test current i10 passing through the winding 10 results from the sum of the iFIF test current and the iBF supply current. The current measurement module is used to filter the BF iBF component. The capacitors 52 and 54 make it possible to prevent the iBF current from rising towards the generator 20 since the current iBF, at the test frequency fHF, can be considered as substantially continuous. amplitude and a phase shift with the test voltage vHF which depend on the impedance of the winding 10, itself variable depending on the fHF test frequency. Figure 5 provides, at each moment, the maximum and minimum values of iHF, which define the envelope curve of the iHF current. These values are a function of the amplitude of the modulating voltage vo, that is to say as a function of the fHF test frequency. In a preferred embodiment shown, the injection device comprises a measurement module 43 making it possible to measure the RF component of the current ilo circulating in the winding, a peak detector 45 making it possible to determine the instant tr at which the envelope curve of the amplitude of this component HF is at its maximum, then the value of the modulating voltage vo, r corresponding, and finally the corresponding resonance frequency fr. At the instant tr, the maximum of the envelope of the HF component of in) 15 corresponds indeed to a value vo, r of the modulating voltage vo, which defines itself, taking into account the transfer function of the oscillator 38, the test frequency fHF, which, at time t, is equal to the resonance frequency fr. The injection device 15 comprises a main switch 60 for selectively applying the vHF test voltage.

20 Le dispositif d'injection comporte un module de commande 70 permettant de suivre l'évolution de la tension d'alimentation vBF et d'activer l'interrupteur principal 60, c'est-à-dire d'autoriser le passage du courant de test iHF, pendant une fenêtre de mesure At comprise entre les instants ti et t2. De préférence, au cours de la fenêtre de mesure At, à un instant to, la tension 25 d'alimentation vBF passe par zéro. De préférence, la fenêtre de mesure est centrée sur un instant to correspondant à un passage par zéro de la tension d'alimentation. La durée de la fenêtre de mesure At est de préférence supérieure à 2 fois le temps nécessaire pour balayer la fréquence fHF de f -HFm n à fHFmax.The injection device comprises a control module 70 making it possible to follow the evolution of the supply voltage vBF and to activate the main switch 60, that is to say to allow the passage of the current of iHF test, during a measuring window At between the times t1 and t2. Preferably, during the measuring window At, at a time to, the supply voltage vBF goes to zero. Preferably, the measurement window is centered on an instant to correspond to a zero crossing of the supply voltage. The duration of the measurement window At is preferably greater than twice the time necessary to scan the fHF frequency from f -HFm n to fHFmax.

30 De préférence, la durée de ladite fenêtre de mesure est inférieure à 100 microsecondes, à 50 microsecondes, à 30 microsecondes, à 20 microsecondes, voire à 10 microsecondes.Preferably, the duration of said measurement window is less than 100 microseconds, 50 microseconds, 30 microseconds, 20 microseconds, or even 10 microseconds.

3036184 14 De préférence encore, le dispositif d'injection comporte un module de réinitialisation 72 branché entre les fils de connexion 42 et 44. Le module de réinitialisation 72 comporte de préférence un interrupteur électronique 74 et une résistance 76. L'interrupteur électronique 74, commandé par le module de commande 70, est conçu pour ne pouvoir être fermé que 5 lorsque l'interrupteur principal 60 est ouvert, c'est-à-dire en dehors des périodes de mesure (fenêtres de mesure At). Dans cette configuration, l'énergie contenue dans les condensateurs peut être avantageusement évacuée. La valeur de la résistance est déterminée pour décharger les condensateurs avant l'injection suivante de la tension de test vHF - 10 Fonctionnement Dans l'exemple représenté, l'enroulement testé 10 est alimenté en permanence par le réseau industriel sous une tension d'alimentation vBF à une fréquence fBF de 50 Hz et une tension entre phases de 380V, soit une amplitude de vBF de 380-\/2=537,4 V. Le module de commande 70 analyse les évolutions temporelles de vBF et à l'instant ti 15 marquant le début de la fenêtre de mesure At, commande la fermeture de l'interrupteur principal 60. L'instant ti et la fenêtre de mesure At sont de préférence choisis pour que la fenêtre de mesure At contienne un passage par zéro de la tension d'alimentation, à un instant to. De préférence, la fenêtre de mesure est déterminée afin que, en moyenne, si l'interrupteur 20 60 était ouvert, la tension d'alimentation vBF serait nulle dans cette fenêtre de mesure. Suite à la fermeture de l'interrupteur principal 60, l'enroulement 10 est soumis à une tension vio dont la composante HF s'identifie la tension de test vHF injectée par le générateur 20. La période To, du signal vo, modulant la fréquence de test fHF est par exemple de 10 microsecondes. vo, présente, par exemple, la forme représentée sur la figure 25 4. En 10 microsecondes, la variation de la tension d'alimentation vBF est d'environ 1,7 V, ce qui ne présente pas de danger pour le générateur lorsqu'il est connecté en parallèle sur l'enroulement 10. A l'échelle de la haute fréquence, la tension d'alimentation à basse fréquence peut donc être considérée comme continue et il est avantageusement possible de la filtrer au moyen des capacités, afin d'éviter de perturber le générateur 20.More preferably, the injection device comprises a reset module 72 connected between the connection wires 42 and 44. The reset module 72 preferably comprises an electronic switch 74 and a resistor 76. The electronic switch 74, controlled by the control module 70, is designed to be closed only when the main switch 60 is open, that is to say outside the measurement periods (measuring windows At). In this configuration, the energy contained in the capacitors can be advantageously discharged. The value of the resistance is determined for discharging the capacitors before the next injection of the test voltage vHF-10. Operation In the example shown, the tested winding 10 is continuously supplied by the industrial network under a supply voltage. vBF at a frequency fBF of 50 Hz and a phase voltage of 380V, ie a vBF amplitude of 380 - \ / 2 = 537.4 V. The control module 70 analyzes the temporal evolutions of vBF and at the instant ti 15 marking the beginning of the measuring window At, commands the closing of the main switch 60. The instant ti and the measuring window At are preferably chosen so that the measuring window At contains a zero crossing of the voltage feeding, at a moment to. Preferably, the measurement window is determined so that, on average, if the switch 60 was open, the supply voltage vBF would be zero in this measurement window. Following the closure of the main switch 60, the winding 10 is subjected to a voltage vio whose HF component identifies the test voltage vHF injected by the generator 20. The period To, of the signal vo, modulating the frequency fHF test is for example 10 microseconds. Here, for example, the form shown in FIG. 4. In 10 microseconds, the variation of the supply voltage vBF is about 1.7 V, which presents no danger for the generator when it is connected in parallel with the winding 10. At the high frequency scale, the low frequency supply voltage can therefore be considered as continuous and it is advantageously possible to filter it by means of the capacitors, in order to avoid disturbing the generator 20.

30 Pendant la fenêtre de mesure At, la tension de test vHF est d'amplitude sensiblement constante, mais de fréquence variable, l'évolution de la fréquence étant fonction de la valeur de la tension modulante vo,. Le module de mesure 42, comportant une sonde de 3036184 15 courant qui filtre les composantes BF, permet de relever la loi d'évolution de la composante HF du courant in) qui parcourt l'enroulement. Le détecteur de crête 44 permet de déterminer les instants tr correspondant à un maximum de la courbe enveloppe de la composante HF du courant (figure 5), et donc de déterminer valeur ymr de la tension 5 modulante à ces instants, et, en conséquence, la fréquence fr correspondante, à proximité de fr*. Une table ou un graphique tel que celui représenté sur la figure 4 établi à une étape A) sur une machine électrique de référence permet alors d'évaluer la température interne 0 de la machine électrique en fonctionnement. Comme représenté sur la figure 5, la fréquence de résonance fr peut être évaluée deux fois 10 par période de ym. A la fin de l'injection de la tension de test vHF, l'interrupteur principal 60 est ouvert. La fermeture de l'interrupteur électronique 74 du module de réinitialisation permet avantageusement de décharger les capacités 52 et 54. Pour éviter de perturber l'enroulement 10, la résistance 76 du module de réinitialisation doit être suffisamment 15 élevée. Typiquement, pour un moteur de 4 kW, une résistance de 101d) convient. Lorsque les condensateurs 52 et 54 sont déchargés, l'interrupteur électronique 74 de réinitialisation est à nouveau ouvert. Le dispositif d'injection est alors prêt pour la mesure suivante. De préférence, la fréquence de résonance est évaluée sur plusieurs périodes successives de 20 la tension d'alimentation. Dans un mode de réalisation, le procédé est mis en oeuvre en permanence. De préférence, le signal HF est injecté (fermeture de l'interrupteur principal 60) plus d'une fois par heure, de préférence plus de deux fois par heure, de préférence plus de quatre fois par heure, et/ou, compte tenu de l'inertie thermique, moins de 10 fois, moins de 6 fois, 25 moins de 5 fois par heure. Dans un mode de réalisation, un circuit du type « L-C » est connecté en série avec l'enroulement 10 en sortie du générateur, et configuré de manière à ce que, globalement, les fréquences de résonance puissent être toujours dans la même plage de fréquences, quelle que soit la puissance de la machine électrique considérée. Avantageusement, les 30 inductance L et capacité C étant à l'extérieur de la machine électrique, elles ne sont pas affectées par les variations de la température interne de la machine électrique.During the measurement window At, the test voltage vHF is of substantially constant amplitude, but of variable frequency, the evolution of the frequency being a function of the value of the modulating voltage v1. The measurement module 42, comprising a current probe which filters the components BF, makes it possible to record the law of evolution of the HF component of the current in) which traverses the winding. The peak detector 44 makes it possible to determine the instants tr corresponding to a maximum of the envelope curve of the RF component of the current (FIG. 5), and thus to determine the value ymr of the modulating voltage at these times, and, consequently, the corresponding frequency fr, close to fr *. A table or a graph such as that shown in FIG. 4 established in a step A) on an electrical reference machine then makes it possible to evaluate the internal temperature 0 of the electric machine in operation. As shown in FIG. 5, the resonant frequency fr can be evaluated twice per ym period. At the end of the injection of the test voltage vHF, the main switch 60 is open. Closing the electronic switch 74 of the reset module advantageously allows the capacitors 52 and 54 to be discharged. To avoid disturbing the winding 10, the resistor 76 of the reset module must be sufficiently high. Typically, for a 4 kW motor, a resistance of 101d is suitable. When the capacitors 52 and 54 are discharged, the reset electronic switch 74 is opened again. The injection device is then ready for the next measurement. Preferably, the resonant frequency is evaluated over several successive periods of the supply voltage. In one embodiment, the method is implemented continuously. Preferably, the RF signal is injected (closure of the main switch 60) more than once per hour, preferably more than twice per hour, preferably more than four times per hour, and / or, taking into account thermal inertia, less than 10 times, less than 6 times, less than 5 times per hour. In one embodiment, a circuit of the "LC" type is connected in series with the winding 10 at the output of the generator, and configured so that, overall, the resonant frequencies can always be in the same frequency range regardless of the power of the electric machine considered. Advantageously, the inductance L and capacitance C being outside the electric machine, they are not affected by the variations of the internal temperature of the electric machine.

3036184 16 Le dispositif d'injection décrit ci-dessus à titre d'exemple est également applicable en cas de découpage MLI, en vitesse variable. Pour un découpage MLI de l'ordre de 10 kHz correspondant à une période de 100 microsecondes, une tension modulante d'une période de 10 microsecondes est donc efficace.The injection device described above by way of example is also applicable in the case of MLI cutting at variable speed. For MLI cutting of the order of 10 kHz corresponding to a period of 100 microseconds, a modulating voltage of a period of 10 microseconds is effective.

5 Comme cela apparaît clairement à présent, la présente invention permet d'évaluer la température interne d'une machine électrique de manière non intrusive, sans ajout de capteur dans la machine électrique, alors que la machine électrique est en fonctionnement, même lorsque la tension d'alimentation varie en permanence, et en particulier ne présente pas de paliers à une valeur nulle.As now clearly apparent, the present invention makes it possible to evaluate the internal temperature of an electrical machine in a non-intrusive manner, without the addition of a sensor in the electrical machine, while the electric machine is in operation, even when the voltage is high. supply varies continuously, and in particular does not present levels to a zero value.

10 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à titre d'exemples non limitatifs. En particulier, l'évaluation de la fréquence de résonance peut résulter de la recherche d'un extremum de courant, comme décrit et représenté, la composante HF du courant in) étant maximal pour une résonance série et minimal pour une résonance parallèle, mais aussi de 15 la recherche d'un déphasage nul entre les composantes HF de in) et vio. La recherche d'une fréquence de vHF permettant d'annuler le déphasage est une technique bien connue de l'homme de l'art. La recherche d'une fréquence de résonance par recherche d'une synchronisation de phase entre les composantes HF de vio et in) est avantageusement possible, que la fréquence de résonance soit du type série ou du type parallèle. A haute 20 fréquence, cette recherche est cependant plus délicate.Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown, provided as non-limiting examples. In particular, the evaluation of the resonant frequency may result from the search for a current extremum, as described and shown, the HF component of the current in) being maximal for a series and minimum resonance for a parallel resonance, but also the search for a zero phase shift between the HF components of in) and vio. The search for a vHF frequency to cancel the phase shift is a technique well known to those skilled in the art. The search for a resonance frequency by seeking a phase synchronization between the HF components of vio and in) is advantageously possible, whether the resonant frequency is of the series type or of the parallel type. At high frequency, this research is however more delicate.

Claims

REVENDICATIONS1. Method for evaluating the internal temperature of an electrical machine in operation, or "electrical machine tested", said method comprising the following successive steps: A) determining the evolution of a resonance frequency of a reference winding an electrical reference machine, of the same type as said tested electrical machine, from a reference resonance frequency fr *, as a function of the internal temperature 0 of said reference electrical machine, so as to establish a relation fr (0 ) between said resonant frequency and said internal temperature; B) evaluating a resonant frequency fr of a winding (10) of said tested electrical machine corresponding to the reference winding, or "tested winding", close to said reference resonance frequency, fr *; C) search for the temperature of said associated tested winding, according to the equation (0) established in step A), at said resonance frequency fr, the reference resonance frequency fr * being greater than 100 kHz

2. Method according to the immediately preceding claim, wherein the reference resonance frequency fr * is a series resonance frequency.

3. Method according to any one of the preceding claims, wherein the reference resonance frequency fr * is greater than 1 MHz.

4. Method according to any one of the preceding claims, wherein the ratio fr * / fBF is greater than 1000, greater than 5000, greater than 10,000, greater than 15 000, preferably greater than 20 000, fBF designating the frequency fundamental of the supply voltage of the electrical machine tested, apart from the evaluation operations of step B).

5. A method according to any one of the preceding claims, wherein, in step B), a test voltage vHF is applied across the winding of the tested electrical machine during a measurement window. , the test frequency fHF of the test voltage being close to the reference resonance frequency fr *, and being greater than 100 kHz, preferably greater than 300 kHz, 500 kHz, 800 kHz, 2 MHz, preferably greater than 5 MHz, preferably greater than 10 MHz, more preferably greater than 15 MHz or 20 MHz, and it is determined whether said test frequency is a resonant frequency for said winding (10).

6. Method according to the immediately preceding claim, wherein the supply voltage vBF across the winding of the tested electrical machine goes through zero during the measuring window. 10

7. A method according to any one of the two immediately preceding claims, wherein the measurement window extends over a period less than twentieth of the period of the supply voltage vBF applied to said winding (10) outside the window. measurement.

8. A method according to any one of the three immediately preceding claims, wherein the measurement window extends for less than 100 microseconds, preferably 50 microseconds, 30 microseconds, or 20 microseconds.

9. A method according to any one of the preceding claims, in which the electrical machine tested is chosen from the group formed by AC rotating electrical machines, in particular an electric motor, synchronous or asynchronous, the alternators, the turbochargers alternators and transformers, variable-speed electrical machines employing a pulse width modulated inverter, DC electrical machines and contactors.

10. Apparatus for carrying out a method according to any one of the preceding claims, comprising a generator (20) comprising: a modulator (36) capable of generating a modulating voltage% having a variable value over time; An oscillator (38) controlled by the modulating voltage vm, able to generate a vHF test voltage of constant amplitude and at a variable fHF test frequency as a function of the value of the modulating voltage; a main switch (60) able to selectively control said generator; a control module capable of closing said main switch during a measurement window At, the measurement window At being adapted so that the test frequency fHF travels a range Pr L-HFm n-fHFmax] under the effect of the variation the value of the modulating voltage, the minimum test frequency 10 fElFmm being greater than 100 kHz, the measurement window At preferably including a zero crossing of the supply voltage vBF of the winding; a measurement module (43) of the RF component of the current (i10) traveling through the winding during said measuring window; A peak detector (45) capable of determining - an instant tr at which the envelope curve of the amplitude of the RF component of the current (i10) measured by said measurement module is at a maximum; the value vmr of the modulating voltage vm at instant tr; the test frequency fHF corresponding to said value vmr of the modulating voltage at said instant tr.

11. Device according to the immediately preceding claim, comprising first and second connection son for connecting the first and second terminals of the generator to the first and second terminals of the winding, respectively, a capacitor being inserted into at least one of preferably in each of said connection wires.

12. Apparatus according to any one of the two immediately preceding claims, wherein the measurement window extends over a duration greater than twice the time required for the fHF test frequency to travel through a range Pr L-HFmm-fElFmax] - 3036184 20

13. Apparatus according to any one of the three immediately preceding claims, wherein the measuring measurement window extends over a period of less than 100 microseconds.