Contribution au diagnostic de la machine asynchrone commandée en vue de minimiser les efforts radiaux.

Abstract

Le diagnostic des défauts dans la machine asynchrone à cage retient de plus en plus l'attention en raison de son large domaine d'application dans l'industrie. Afin de répondre aux exigences industrielles, la machine asynchrone peut être connectée directement au réseau, connectée aux convertisseurs de commandes statiques ou connectée aux applications en boucle fermée. Ce travail de thèse, traite la modélisation et le diagnostic de défauts de la machine asynchrone, par analyse du courant statorique et de la puissance apparente complexe instantanée statorique. Après présentation des déférents types des défauts électriques et mécaniques, leur origine et leurs impacts, dont lesquelles la machine asynchrone à cage exposée, on a choisi d’étudier les défauts mécaniques tels que les défauts de rupture des barres rotoriques et les défauts d’excentricité statique, dynamique et mixte, lorsqu’ils considéraient parmi les défauts sévères qui peuvent survenir au niveau de la machine asynchrone. L’établissement d’un modèle mathématique, tenant en compte de la distribution des enroulements dans les encoches statoriques et la non-uniformité de l’entrefer, sur la base de l’approche de la fonction d’enroulement est nécessaire pour étudier ces types de défauts mécaniques. Les expressions de toutes les inductances propres, leurs dérivées et mutuelles dans toutes les parties de la machine stator, rotor et entrefer sont déterminées par la combinaison de l’approche de la fonction d’enroulement et le développement de série de Fourier. Une stratégie de commande en boucle fermée DTC est appliquée sur la machine asynchrone, causée des difficultés de diagnostiquer les défauts, lorsque la boucle de contrôle compense la vitesse de rotation, menant à masquer l'effet de défaut. A cette fin, des méthodes théoriques d’analyse spectrale des grandeurs physiques de la machine en boucle fermée capable de détecter les composantes fréquentielles caractéristiques liées aux défauts. L’analyse spectrale est complétée par des résultats de simulation pour différentes conditions de charge et défaut permettent de valider les développements théoriques et d’extraire des indicateurs de défaut.