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Thèse de Doctorat de 3ème cycle (LMD) >
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Veuillez utiliser cette adresse pour citer ce document : http://hdl.handle.net/123456789/2525

Titre: Utilisation du filtre de Vold-Kalman dans l’analyse vibratoire et électrique des machines tournantes
Auteur(s): MISSOUM BENZIANE, Yassine
encadreur: MOKHTARI, Naimi
Mots-clés: Machines électriques tournantes, Machine asynchrone, Détection de défauts, Analyse vibratoire, Analyse électrique, Traitement de signal, Suivis d’ordres, Filtre de Vold-Kalman, Ré-échantillonnage angulaire, FFT الآلات الكهربائية الدوارة، آلة غير متزامنة، الكشف عن خطأ، تحليل الاهتزاز، التحليل الكهربائي، معالجة الإشارات، تتبع النظام، تصفية فولد-كالمان، اختزال الزاوي Rotating electrical machines, Asynchronous machine, fault detection, vibration analysis, electrical analysis, Signal processing, order tracking, Vold-Kalman filter, Angular re-sampling, FFT
Date de publication: 31-jan-2019
Résumé: ::::::::::::::résumé en français::::::::::::::: Les machines électriques tournantes sont devenues des éléments clés dans le domaine industriel. Cependant, comme avec la plupart des systèmes électriques, elles sont sujettes à des défaillances de composants qui peuvent dégrader leurs performances, réduire l'efficacité et nécessiter une maintenance coûteuse. Par conséquent, pour un fonctionnement sûr et fiable de ces machines, il existe un besoin de diagnostic précoce des défaillances critiques telles que les défauts de court-circuit au stator et les excentricités. Les techniques classiques de diagnostic, telles que l’analyse des courants, ou bien des vibrations, sont basées sur l’hypothèse que les changements dans la réponse structurelle mesurée sont causés par la détérioration de conditions de la machine tournante. Toutefois, en raison de la variation de la charge ou bien de la vitesse de rotation, le signal mesuré peut être non-stationnaire et difficile à interpréter. A cet égard, la technique de suivi d’ordres est utilisée dans cette thèse pour le diagnostic de défauts des machines électriques tournantes fonctionnement dans des conditions non-stationnaires. Son atout majeur réside dans sa capacité à identifier clairement les signaux non-stationnaires et d’exclure dans une large mesure les influences dues à la variation de la vitesse de rotation. La technique a été utilisée dans un premier temps pour l’analyse vibratoire dans des conditions de variations de vitesse, où le modèle d’un système de rotor à un degré de liberté est considéré. Dans un deuxième temps, nous avons utilisé cette technique pour l’analyse des signaux électriques et cela pour la détection des défauts (court-circuit au stator et les excentricités) dans la machine asynchrone fonctionnant dans des conditions de variations de charge et ensuite pour le cas de la machine vectoriellement commandé pour un fonctionnement à vitesse variable. Les résultats obtenus démontrent l’efficacité de la technique proposée et plus précisément le filtre de Vold-Kalman et cela en comparaison avec d'autres techniques de diagnostic. :::::::::::::::résumé en arabe::::::::::::::::: أصبحت الآلات الكهربائية الدوارة عناصر أساسية في المجال الصناعي. ومع ذلك، وكما هو الحال مع معظم الأنظمة الكهربائية، فهي عرضة لخلل المكونات التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور أدائها، وتقليل الكفاءة، وتتطلب صيانة مكلفة. لذلك، من أجل استعمال هذه الأجهزة بشكل آمن وموثوق به، هناك حاجة إلى التشخيص المبكر للخلل مثل خطأ الدائرة القصيرة وخطأ الانحراف. تعتمد تقنيات التشخيص التقليدية، مثل تحليل التيارات أو الاهتزازات، على افتراض أن التغيرات في الاستجابة الهيكلية المقاسة ناتجة عن تدهور ظروف الآلة الدوارة. ومع ذلك، ونظراً لتغير الحمل أو سرعة الدوران، قد تكون الإشارة المقاسة غير ثابتة ويصعب تفسيرها. في هذا الصدد، يتم استخدام تقنية تتبع النظام (suivi d'ordres) في هذه الأطروحة لتشخيص عيوب الآلات الكهربائية الدوارة التي تعمل تحت ظروف غير ثابتة. تكمن ميزتها الرئيسية في قدرتها على تحديد الإشارات غير الثابتة بوضوح واستبعاد التأثيرات الراجعة إلى حد كبير الى تغير سرعة الدوران. تم استخدام هذه التقنية لأول مرة للتحليل الاهتزازي تحت ظروف تغيرات السرعة، حيث يتم أخذ في الاعتبار نموذج نظام دوار ذو درجة واحدة من الحرية. في الخطوة الثانية، استخدمنا هذه التقنية لتحليل الإشارات الكهربائية وذلك للكشف عن العيوب (خطأ الدائرة القصيرة وخطأ الانحراف) في الة غير متزامنة تعمل في ظل ظروف مختلفة تحميل ومن ثم إلى حالة الالة المتحكم فيها تعمل تحت سرعة متغيرة. النتائج التي تم الحصول عليها تثبت فعالية التقنية المقترحة وتحديدا بشكل أكثر تصفية فولد-كالمان وهذا بالمقارنة مع تقنيات التشخيص الأخرى. :::::::::::::résumé en anglais:::::::::::::::: Rotating electrical machines have become key elements in the industrial field. However, as with most electrical systems, they are prone to component failures that can deteriorate their performance, reduce their efficiency, and require costly maintenance. Therefore, for safe and reliable operation of these machines, there is a need for early diagnosis of critical failures such as stator short-circuit faults and eccentricities. Conventional diagnostic techniques, such as current and vibration analysis, are based on the assumption that changes in the measured signal are caused by the deterioration of the rotating machine conditions. However, due to the variation of the load or the rotational speed, the measured signal may be non-stationary and difficult to interpret. In this regard, the order tracking technique is used in this thesis for the diagnosis of rotating electrical machines faults operating under non-stationary conditions. Its mainly advantage lies in its ability to clearly identify non-stationary signals and to exclude to a large extent the influences due to the rotational speed variation. The technique was firstly used for vibration analysis under varying speed conditions, where a single-degree-of-freedom (SDOF) rotor model is considered. In a second step, we used this technique for the analysis of the electrical signals and that for faults detection (stator short-circuit and eccentricities) in induction machine operating under varying load conditions, and then for the case of a vector controlled induction motor operating under varying speed conditions. The obtained results demonstrate the effectiveness of the proposed technique, more specifically the Vold-Kalman filter, this in comparison with other diagnostic techniques.
URI/URL: http://hdl.handle.net/123456789/2525
Collection(s) :Electronique

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