Modélisation et simulation les défauts rotoriques d’un moteur asynchrone à cage d’écureuil

Abstract

L’évolution croissante des machines asynchrones dans les secteurs industriels oblige certains utilisateurs à se prémunir contre l’apparition d’un défaut provoquant le plus souvent un arrêt intempestif de la machine. Le travail présenté traite donc du diagnostic de défauts rotoriques et plus particulièrement la rupture de barres pouvant survenir au sein de la cage d’écureuil des machines asynchrones. Dans ce manuscrit, nous avons présenté un modèle externe de simulation de la machine asynchrone à cage d’écureuil en régime sain. Cette modélisation consiste à la résolution numérique du système d’équation différentielle, en utilisant la méthode Rung–kutta d’ordre quatre, un programme écrit sous l’environnement Matlab nous a permis d’analyser le comportement de la machine en régime sain. La particularité de ce modèle réside dans l’utilisation des paramètres réels de la machine sans passer par la transformation de Park ce qui permet de discriminer un comportement défectueux d’un comportement dû à un fonctionnement normal de la machine. Les résultats de simulation obtenus traduisent bien le comportement connu du fonctionnement de la machine. Ainsi, la modélisation de la machine en présence de défaut de cassure de barres, nous a permis de mettre en évidence un modèle de la machine asynchrone à cage d’écureuil en présence de défaut. De ce fait, le modèle utilisé permet de simuler pratiquement tous les défauts envisageables dans les circuits rotoriques. Nous avons étudié la rupture des barres rotoriques, et ses influences sur le comportement de la machine. Les conséquences de ces défauts s’obtiennent en augmentant la résistance de la barre incriminée. Les résultats de simulation montrent que la rupture de barre au rotor cause des oscillations dans les courants statoriques qui induisent des ondulations dans le couple électromagnétique, qui elles même provoquent des oscillations de la vitesse de rotation de la machine, engendrant ainsi des vibrations mécaniques. Les courants dans les barres du rotor sont les premiers à être affectés par le défaut. Les courants dans les barres adjacentes aux barres cassées atteignent des valeurs très importantes et peuvent dépasser le double du courant des autres barres, ce qui cause un échauffement excessif et engendre la cassure de ces barres. Ces résultats sont en très bonne conformité avec ceux trouvés par d’autres travaux.