Méthode globale de diagnostic des machines électriques

Global diagnostic method of electrical machines

• Auteur / Autrice : Andrian Ceban
• Direction : Raphaël Romary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Electrique
• Date : Soutenance le 02/02/2012
• Etablissement(s) : Artois
• Ecole(s) doctorale(s) : ED Sciences pour l'ingénieur (n°72)
• Jury : Président / Présidente : Virgiliu Fireteanu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Raphaël Romary, Virgiliu Fireteanu, Mohamed El Hachemi Benbouzid, Noureddine Takorabet, Remus Pusca
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mohamed El Hachemi Benbouzid, Noureddine Takorabet
• DOI : 10.70675/71902b17z288ez4bbcz8f79z3d4ebcc081d0

Mots clés

Mots clés contrôlés

Courts-circuits

Champs magnétiques

Méthodes de simulation

Détection de défaut (ingénierie)

Défauts

Machines à courant alternatif

Mots clés libres

Barre casée

Champ magnétique de dispersion

Court-circuit de spires

Défauts

Diagnostic

Éléments finis

Excentricité

Machine asynchrone

Machine synchrone

Modélisation

Résumé

Le travail présenté dans cette thèse propose des nouvelles méthodes de diagnostic des défauts dans les machines à courant alternatif. Les procédures de diagnostic décrites sont fiables, originales, peu coûteuses et simples à mettre en œuvre. Elles présentent l’avantage d’être non invasives et viennent éliminer le principal inconvénient présenté par les autres méthodes de diagnostic déjà connues qui ont recours à la comparaison avec un état supposé sain et connu. L’analyse porte principalement sur le champ magnétique de dispersion, plus particulièrement ses composantes axiales et radiales qui présentent des sensibilités différentes aux défauts. À cet effet, les phénomènes dus aux défauts de court-circuit entre spires dans le bobinage statorique, l’excentricité et la rupture de barres rotoriques, sont étudiés. Il est abordé en particulier les effets de ces défauts dans le cas de la machine asynchrone et celui de la machine synchrone sur le champ axial et sur le champ radial. Pour chaque défaut, des signatures spécifiques sont mises en évidence et expliquées par la modélisation analytique et la modélisation numérique qui comprend les méthodes par circuits électriques couplés et méthodes par éléments finis. Des défauts ont été créés au rotor et au stator sur différentes machines, afin de valider expérimentalement les méthodes de diagnostic proposées.

The work described in this thesis proposes new procedures to diagnose faults in AC machines. The diagnostic procedures described are reliable, original, inexpensive and simple to implement. They have the advantage of being noninvasive and just get rid from the main drawback presented by other diagnostic methods based on a comparison with a healthy state assumed to be known. The analysis focuses on the magnetic field dispersion in the vicinity of the machine, especially its radial an axial distribution which presents different sensitivity according to various faults. To this end, the phenomena due to inter-turn short-circuit faults in the stator winding, rotor eccentricity and broken rotor bars, are studied in the case of an induction machine and a synchronous machine. For each fault, specific signatures are identified and justified by analytical modeling and numerical method of analysis including coupled electric circuit and finite element methods. Defects have been created in the rotor and stator on different machines in order to validate experimentally the suggested diagnostic procedures.