Diagnostic des Défauts de la Machine Asynchrone à Cage par l’Utilisation du Logiciel FLUX 2D

Abstract

Le travail qui a été présenté dans cette mémoire s'inscrit dans le cadre du diagnostic des défauts dans les moteurs asynchrones triphasés à cage d'écureuil. Nous avons montré que les principaux éléments de la machine asynchrone peuvent présenter des défaillances totales ou partielles provoquant un arrêt inattendu, qui conduit à des pertes économiques considérables. Pour éviter ces problèmes, il est impératif de mettre en oeuvre des systèmes de surveillance adéquats. Le début de ce mémoire a été marqué par un rappel des différents défauts qui peuvent affecter le bon fonctionnement des machines asynchrones triphasées à cage, ainsi que leurs causes et leurs signatures spectrales. Selon la littérature et la brève présentation des diverses méthodes du diagnostic, la technique d'analyse des signaux spectrale la manifestation de tous les harmoniques qui caractérisent la nature du moteur tel que les harmoniques de saturation et les harmoniques de l’effet d’encochage. Avec l’amélioration constante liée à l’avancement de la technologie, et au regard de sa fidélité au comportement électromagnétique de la machine, la méthode des éléments finis bien qu’exigeante en matière de temps et de moyen, semble être unanimement adoptée notamment pour utiliser la technique d’analyse spectrale en vue de détection des différents défauts dans la machine asynchrone triphasée. C’est l’une des raisons qui a motivé l’étude que nous avons menée avec cette méthode. La modélisation de la machine asynchrone saine par la méthode des éléments finis réalisée dans ce travail est dédiée à la simulation de la machine asynchrone saine et avec défaut. Malgré que cette modélisation soit très onéreuse en temps de calcul (6 heurs….12 heurs…1 jour…3 jours..), elle montre une grande fidélité au comportement de la machine. Cette caractéristique est bien argumentée par les différents résultats obtenus au sein du chapitre III, où un regard particulier a été porté au cours de l’étude sur le contenu spectrale du courant statorique à l’état sain et sous différents effets: effet de la saturation, la force magnétomotrice (fmm) et l’effet harmoniques des encoches rotoriques. Les résultats trouvés sont très satisfaisants et sont conformes avec ceux de la littérature. Nous avons pu observer les ondulations sur les grandeurs ( courant, couple et vitesse ) ainsi que leur accroissement lors de l’augmentation des la charge mécanique et du nombre de barres cassée par l’augmentation de la résistance rotorique. Conclusion Générale Page 75 L’analyse spectrale du courant statorique a été focalisée sur la gamme des très basses fréquences, les composantes traditionnelles (1±2s) Fs autour du fondamental ont été détecté pour un nombre différents de barres cassées, et pour différentes charges. Nous avons utilisé le programme de la transformée de Fourier rapide FFT du "Editeur Matlab", pour exploiter le contenu spectral des courants statoriques et de leurs transformés et par conséquent de déterminer les composantes (1±2kg) fs caractérisant le défaut de barres rotoriques. Ensuite, nous avons montré l'influence du nombre de barres cassées sur ces composantes. Nous avons trouvé que l'amplitude de ces harmoniques augmente avec le nombre de barres cassées. Ceci, donne une indication sur la sévérité du défaut. L’inconvénient de cette méthode (éléments finis-Flux 2D) reste le temps de calcul qui est très long (12 heurs ...1 jours…3jours.. ) et qui demande un calculateur très puissant, élément non disponible dans notre possession. Comme perspectives, nous proposons à court terme d'étudier l'impact de la rupture des barres ainsi que les oscillations de charge lorsque le nombre de barres cassées augmente (l’augmentation de la résistance rotorique). Enfin, il nous semble intéressant d'avoir Une étude comparative entre comportement, d’une machine saine et d’une machine portant un défaut permettra de déduire la présence de défaut. Dans cette comparaison, les grandeurs électromagnétiques et mécaniques sont adoptées. Le recours vers l’utilisation des méthodes du traitement de signal permettra de donner une meilleure vision sur la présence du défaut et sur sa nature. Parmi ces méthodes, la méthode de transformer de Fourrier (FFT) peut être exploité.