Détection des défauts de court-circuit statorique dans la machine synchrone à aimants permanents.

Abstract

Le principal objectif de notre travail était l’établissement de modèles suffisamment précis permettant de déterminer rapidement le comportement des différentes variables de la machine synchrone a aimant permanent en régime sain et en régime de défaut de court-circuit inter-spires et d’en déduire les signatures pertinentes pour la détection de ce type de défaut. D’une manière générale le choix d’une approche de diagnostic est lié à la connaissance que l’on souhaite acquérir sur le système, mais aussi à la complexité de ce système. Dans ce travail nous nous sommes intéressés plus particulièrement à la méthode de diagnostic sans modèle dite (approche signale), qui est basée sur l’extraction d’information par le biais du traitement des signaux mesurés, où les signaux mesurables sont (les courants, les tensions, la vitesse,…) peuvent fournir des informations significatives sur les défauts. Une modélisation de la MSAP par éléments finis couplée avec un modèle circuit à l’état sain ou en présence d’un défaut sous FLUX 2D/3D, nous a permis d’étudier l’influence de défaut sur la distribution des lignes de champ et l’induction magnétique de la machine avec deux pourcentages par une phase (25% puis 50%). En comparant les résultats obtenus pour les deux cas, on remarque que les lignes de champ sont forcément perturbées et l’induction est relativement élevée par rapport à l’état sain de la machine, et tout ça est à cause de défaut implanté. Concernant cette modélisation, il est nécessaire de disposer d’un modèle très précis, prenant en compte des dimensions et la géométrie de la machine, ainsi que la nature et l’état des matériaux utilisés, et permettant d’introduire la vraie configuration du bobinage afin de générer la machine sur le logiciel. Les modèles d’états en régime sain et de défaut de court-circuit inter-spires sont obtenus à partir des équations électriques, magnétiques et mécaniques en s’appuyant sur la méthode des circuits électriques magnétiquement couplé (CEMC), dans le repère (a, b, c). Nous avons imposé un défaut de court-circuit inter-spire dans la phase (b) avec deux pourcentages 10% puis 20%. Les effets du défaut sont observés à travers l’investigation des grandeurs électrique (courant dans les phases du stator), et mécanique (vitesse de rotation et couple électromagnétique) obtenues à partir de la résolution des modèles d’états implémentées sous environnement Matlab. Une analyse spectrale du signale représentant le courant statorique est effectuée, pour mettre en évidence le degré de sévérité des défauts considérés. Avec la comparaison des spectres obtenus à l’état sain et en présence de défaut, une l’augmentation de l’amplitude du fondamentale est remarquable selon le taux de défaut de court-circuit qui est significative dans le cas du défaut de la phase (b). On peut dire que l’analyse spectrale est une méthode intéressante pour détecte et avoir la signature d’un défaut avec une bonne précision. Les aspects non abordés dans ce présent travail sont envisageables en perspectives, à savoir :  Essayés de défaut de court-circuit sur une machine réelle.  Désaimantation partielle ou totale des aimants.