République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Constantine 1 Faculté des Sciences de la Technologie Département d’Electrotechnique THÈSE Présentée Pour L’obtention du Diplôme de DOCTORAT EN SCIENCES Spécialité: Modélisation et Commande des Machines Electriques Présentée par Melle BOUCHAREB Ilhem Magistère en Electrotechnique de l’Université de Constantine 1 MODELISATIONS ET OUTILS D’AIDE AU DIAGNOSTIC DE DEFAUTS DE MACHINES SYNCHRONES ET A RELUCTANCE VARIABLE Soutenue le : 03 /07/2013 Devant le Jury composé de : Président : Aissa Bouzid Professeur Université de Constantine 1 Rapporteur : Ammar Bentounsi Professeur Université de Constantine 1 Examinateur 1 : Abdelhak Bennia Professeur Université de Constantine 1 Examinateur 2 : Rachid Abdessemed Professeur Université de Batna Examinateur 3 : Mabrouk Chabane Professeur Université de Batna Membre invité : Abdesselam Lebaroud MCA Université de Skikda Remerciements La thèse de doctorat exposée dans ce mémoire a été effectuée au sein du Laboratoire Génie Electrique Constantine (LGEC), sous la direction du Prof. Ammar Bentounsi, en collaboration avec le Dept. de Machines Electriques de l’Université Technique de Cluj- Napoca, Roumanie, pour la partie expérimentale réalisée lors d’un stage de deux mois (Février-Mars 2013), sous la direction du Prof. Lorand Szabo auquel j’exprimerai ici ma profonde gratitude pour l’accueil qu’il m’a réservé en son labo. et l’aide précieuse apportée pour réaliser les validations expérimentales de mes développements théoriques. J’exprime mes sincères remerciements à Monsieur Aissa Bouzid, Professeur à l’Université du Constantine, pour avoir accepté de juger ce travail et pour m’avoir fait l’honneur de présider le jury. Je remercie vivement Messieurs Rachid Abdessemed et Mabrouk Chabane, Professeurs à l’Université Batna, pour avoir accepté d’examiner ma thèse et pour l'intérêt qu'ils lui ont portée. Je remercierai aussi Monsieur Abdelhak Bennia, Professeur à l’Université de Constantine, d’avoir accepté spontanément de juger mon travail. Toute ma gratitude pour Monsieur Amar Bentounsi, Professeur à l’Université de Constantine, pour le sujet qu’il m’a proposé, les conseils prodigués et pour la confiance qu’il m’a accordée tout au long de cette thèse. Je remercie chaleureusement Monsieur Abdesselam Lebaroud, Maître de Conférence A à l’Université de Skikda, pour avoir « co-encadré » cette thèse de manière officieuse, pour ses compétences et tous les précieux conseils qu'il a apportés. Je ne terminerai pas sans remercier toutes celles et ceux qui m’ont aidée à concrétiser cette thèse ! T To ou ut t g gr ra an nd d p pr ro og gr rè ès s s sc ci ie en nt ti if fi iq qu ue e e es st t n né é d d’ ’u un ne e n no ou uv ve el ll le e a au ud da ac ce e d de e l l’ ’i im ma ag gi in na at ti io on n. . John Dewey, Philosophe et pédagogue anglais ﺺ أ طﺮ وﺣﺔ اﻟﺪﻛﺘﻮ راه ﻣﻠﺨ اﻵﻟﺔ اﻟﻤﺘﺰاﻣﻨﺔ ذا ت اﻟﻤﻌﺎ وﻗﺔ اﻻﺧﻄﺎﻟﻶﻟﺔ ذا ت اﻟﻤﻌﺎ وﻗﺔ و أد وا تﺗﺸﺨﯿﺺ ﻧﻤﺬﺟﺔ و:ﻋﻨﻮا ن اﻟﻤﺬﻛﺮة اﻟﮭﺎم ﺑﻮﺷﺎرب:اﻟﺪﻛﺘﻮ راه طﺎﻟﺒﺔ ﻧﺴﻲ ﺗﻮ ﺑﻦ ﻋﻤﺎ ر :إﺷﺮا ف اﻟﺒﺮوﻓﯿﺴﻮر ﻣﺮاﻗﺒﺔ اﻵﻻ ت ھﻮ ﻓﻦ ﯾﺴﻤﺢ ﺑﺎﻟﺘﺸﺨﯿﺺ اﻟﻌﯿﻮب و اﻵ ﺧﻄﺎ ﺑﺴﺮﻋﺔ و اﻟﺘﺤﺮ ك ﻓﻲ اﻟﻮﻗﺖ اﻟﻤﺤﺪد و ﻷﺧﺬ اﻻﺣﺘﯿﺎطﺎت اﻟﻼزﻣﺔ ﻗﺒﻞ وﻗﻮع اﻟﺨﻠﻞ. رﺻﺪ وﺗﺸﺨﯿﺺ اﻵﻻت اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﯾﻤﺜﻞ ﺗﺤﺪﯾﺎ ﻋﻠﻤ ﯿ ﺎ واﻗﺘﺼﺎدﯾﺎ ﻟﺪاﻓﻊ اﺳﺘﻤﺮارﯾﺔ ﻋﻤﻞ اﻟﻤﺤﺮﻛﺎت اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ. اﻟﻤﺤﻮﻻ ت اﻟﻜﮭﺮوﻣﯿﻜﺎﻧﯿﻜﯿﺔ) ،ﺗﻮ رز ﻣﻮ اﻟﻤﻮﻟﺪا ت و ،اﻟﻤﺤﺮﻛﺎ ت (... ﺗﺤﺘﻞ أھﻤﯿﺔ ﻣﺘﺰاﯾﺪة ﻓﻲ اﻟﻤﻌﺪات اﻟﺼﻨﺎﻋﯿﺔ اﻟﻤﺘﻄﻠﺒﺎت اﻟﺠﺪﯾﺪة ﻟﻠﺠﺮ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ أو إﻧﺘﺎج اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻼﻣﺮﻛﺰﯾﺔ ﻓﻲ ظﻞ ھﯿﺎﻛﻞ اﻵﻻ ت اﻟﺠﺪﯾﺪة ﺗ اﻟﺤﺎﺟﺔ إﻟﻰ ﺿﺮ و رة اﻋﺘﻤﺎد ﺗﺸﺨﯿﺺ ﻗﻮي و . ﯾﻤﮭﺪ اﻟﻄﺮﯾﻖ ﻟﺴﯿﻄﺮة ﻣﺘﺴﺎﻣﺤﺔ، وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ ﺗﺰﯾﺪ ﻣﺘﺎﻧﺔ اﻟﻌﻤﻠﯿﺔ اﻟﺼﻨﺎﻋﯿﺔ. ﺗﻢ ﺗﻄﻮﯾﺮ اﻟﻌﺪﯾﺪ ﻣﻦ اﻷﺳﺎﻟﯿﺐ واﻹﺟﺮاءات اﻟﺘﺸﺨﯿﺼﯿﺔ ﻟ ﻠﻜﺸﻒ وﺗﺸﺨﯿﺺ اﻟ ﺨﻄﺄ ﻣﻦ ﻗﺒﻞ اﻟﻤﺠﺘﻤﻌﺎت اﻟﺒﺤﺜﯿﺔ اﻟﻤﺨﺘﻠﻔﺔ: ) ( . اﻷﺳﺎﻟﯿﺐ ﺗﺨﺘﻠﻒ ﺑﺤﺴﺐ ﻧﻮع اﻟﻤﻌﺎ ر ف اﻟ ﻤﺘﻄﻠﺒ ﺔ ﻓﻲ اﻟﻌﻤﻠﯿﺔ اﻹﻧﺘﺎﺟﯿﺔ ﻣﻨ ﯾﺤﺘﺎﺟﻮن إﻟﯿﮭﺎ ﺑﺤﯿﺚ ﯾﻤﻜﻦ ﺗﺼﻨﯿﻔﮭﺎ ﻔﺔ ﺼ ﺑ ﻋﺎﻣﺔ:اﻟﻄﺮ ق اﻟﻤﻌﺘﻤﺪة و اﻟﺒﯿﺎﻧﺎت اﻟﺘﺎرﯾﺨﯿﺔ. أﺳﺎﻟﯿﺐ اﻟﻨﻤﺎذج اﻟﻘﺎﺋﻤﺔ ﻋﻠﻰ اﻟﻨﻈﺮ ﻓﻲ اﻟﻨﻤﻮذج اﻟﮭﯿﻜﻠﻲ ﻟﻠﺴﻠﻮك و ھﺬه اﻟ ﻌﻤﻠﯿﺔ ﺗﻘﻮم ﻋﻠﻰ اﻟﻤﺒﺎدئ اﻟﻔﯿﺰﯾﺎﺋﯿﺔ و ﻟﮭﺬه اﻟﻨﻤﺎذج أن ﺗ ﻜﻮن ﻧﻮﻋﯿﺔ أ و ﯾﻌ ﺮ ﻋﻨ ﺑ ﻣﻨﻄﻘﯿﺔ . اﻷ ﺳﺎﻟﯿﺐ اﻟﻘﺎﺋﻤﺔ ﻋﻠﻰ،اﻟﻤﻌﺎ ر ف ﺗﺴﺘﻐﻞ ﻣﮭﺎرات،ﻣﻌﺮﻓﺔ،ﻔﺎءة ﻛ وﻣﻨﻄﻖ اﻟﺨﺒﺮاء ﺣﻮ ل اﻟ أﺟﻞ ﺣﻞ ﻣﺸﺎﻛﻞ ﻣﺤﺪدة. ، اﻷﺳﺎﻟﯿﺐ طﺮ ق اﻟ ﺘﺼﻨﯿﻒ)أ و اﻻﻋﺘﺮا ف(و اﻟﺘﻌﻠﻢ. ﻏﺎﻟﺒﯿﺔ ﺑﺤﺎ ث اﻷ اﻟﺴﺎﺑﻘﺔ ﻓﻲ ﻣﺠﺎل اﻟﺘﺸﺨﯿﺺ ﻛﺎﻧ ﺖ ﺼﺒﺔ ﺣﻮ ل ﻣﻨ اﻵﻟﺔ اﻟﻐﯿﺮ ﻣﺘﺰاﻣﻨﺔ و ﺺ ﺑﺎﻷﺧ اﻟﺴﻨ ﻮ ا ت اﻷﺧﯿﺮة ﺗﻮﺟﮭﺖ ﺑﺤﺎ ث اﻷ ﻓﻲ ﻣﺠﺎل اﻟﻤﺤﺮﻛﺎت اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﻧﺤﻮ إﯾﺠﺎد اﻟﺘﻄﺒﯿﻘﺎت اﻟﻌﺎﻟﯿﺔ اﻟﺪﻗﺔ ﻣﺜﻞ وﻟﺮ ا ﺑﻮﺗﯿﻚ و ؛ ﺑﺎﻟﺮﻏﻢ ﻣﻦ وﺟﻮد اﻟﻌﻤﻞ أ و ؛ اﻵﻻ ت اﻟﻤﺘﺴﺎﻣﺤﺔ ﻣﻊ اﻟﻌﯿﺐ ﺗﻘﻠﻞ ﻣﻦ ﺗﻜﺎﻟﯿﻒ اﻟﺼﯿﺎﻧﺔ و ﺗﻀﻤﻦ اﻟﻤﺰﯾﺪ ﻣﻦ اﻟﻔﻌﺎﻟﯿﺔ ﻛﻤﺎ ﺗﺴﻤﺢ ﺑﺎﻟﺤﻔﺎظ ﻋﻠﻲ ﺣﯿﺎة اﻟﻤﻨﺘﺞ و اﻟﺴﻠﻊ. ﻟﮭﺬه اﻷﺳﺒﺎ ب ﺑﺎﻟﺒﺤﺚ ﻋﻠﻲ ﻗﻤﻨﺎ أﺳﺎﻟﯿﺐ ذا ت اﻟﻤﻌﺎ وﻗﺔ و اﻵﻟﺔ اﻟﻤﺘﺰاﻣﻨﺔ ذا ت اﻟﻤﻌﺎﻗﺔ و ﻟﮭﺬا ﻓﺎﻟﻌﻤﻞ اﻟﻤﻘﺪم ﻓﻲ ھﺬه اﻟﻤﺬﻛﺮة ﯾﻨﺪرج ﺿﻤﻦ ﺧﻤﺲ ﻣﺤﺎور: اﻷ و ل و اﻟﻤﻌﺘﻤﺪ ﻓﻲ د راﺳﺘﻨﺎ ؛ اﻟﻤﺤﻮر اﻟﺜﺎﻧﻲ ﯾﻘﺪم ﺗﺼﻤﯿﻢ ﻵﻟﺔ ﺗﺮدد ﻣﺘﺴﺎﻣﺤﺔ ﻟﻠﻌﯿﺐ اﻷ طﻮا ر أ ي ﺗﻘﺴﯿﻢ اﻟﻄﻮر إﻟﻲ ﻋﺪة أ طﻮ ا ر اﻵﻻ ت ﺣﺼﻮل ﻋﻄﺐ ﻣﺎ ﯾﻤﻜﻦ ﺗﺠﺎوزه ﻻن اﻟﻠﻔﺔ اﻟﺘﻲ ﺣﺼﻞ ﻓﯿﮭﺎ ﻋﯿﺐ ﻣﺎ ﺗﻌﻮض ﻔﺔ ﺄﻟ ﺑ أﺧﺮ ي ؛ إﻟﻲ ﻧﺐ وﺟﻮ ب ﺟﺎ آﻟﺔ ﻣﺘﺴﺎﻣﺤﺔ ﻟﻠﻌﯿﺐ أﯾﻀﺎ ﻟﺒﺪ ﻣﻦ وﺟﻮ ب ﻣﺤﻮ ل ﻣﺘﺴﺎﻣﺢ ﻟﻠﻌﯿﺐ ﯾ ﻜﻮن ﻗﺎد ر ﻋﻠﻰ إﻋﺎدة ﺗﻜﻮﯾﻦ ﮫ ﻟﺸﺪة،اﻟﻌﯿﻮب ﻣﻤﺎ ﯾﺴﻤﺢ ﺑ ﺎﻻﺳﺘﻤﺮا ر ﻓﻲ ﺗﺸﻐﯿﻞ اﻟﺠﮭﺎز ؛ اﻟﻤﺤﻮر اﻟﺜﺎﻟﺚ ﯾﻘﺪم ﻣﺨﺘﻠﻒ اﻟﻌﯿﻮب اﻟﻤﻤﻜﻦ ﺣﺼﻮﻟﮭﺎ و أﺳﺒﺎ ب─ ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻹﺷﺎ رة اﻟﻌﺰم و اﻟﺘﯿﺎر ﺑﺎﺳﺘﺨﺪام ﺗﺤﻮﯾﻞ ﻓﻮري ؛ ﺑﻊ اﻟﻤﺤﻮ ر اﻟﺮا ﯾﮭﺪف إﻟﻲ اﻟﺘﺸﺨﯿﺺ و اﻟﺘﻲ ﺗﻨﻘﺴﻢ إﻟﻲ ﻗﺴﻤﯿﻦ ﻗﺴﻢ اﻻﺧﺘﯿﺎر ﺛﻢ ﻗﺴﻢ ﻧﺘﻘﺎء اﻻ ؛ ﻓﻲ ﻗﺴﻢ اﻻﺧﺘﯿﺎر ﻧﻘﻮم ﺑﺎﺧﺘﯿﺎر ﯾﺴﮭﻞ ﻋﻤﻠﯿﺔ اﻟﺘﺸﺨﯿﺺ و ﻓﻲ ﻗﺴﻢ اﻻﻧﺘﻘﺎء ﻧﻘﻮم ﺑﺘﺼﻨﯿﻒ ﺄ اﻟﺨﻄ ﻋﺪة ﺑﺮاﻣﺞ ﻧﺬﻛﺮ ﻣﻨﮭﺎ ﻧﻤﻮذج ﻣﺎرﻛﻮف اﻟﺬي ﯾﻌﺘﻤﺪ ﻋﻠﻲ ﺣﺴﺎب اﻻﺣﺘﻤﺎل اﻷﻛﺒﺮ طﺮﯾﻘﺔ اﻟﺘﻤﺜﯿﻞ اﻟﺰﻣﻨﻲ اﻟﺘﺮددي و أﺧﯿﺮا أ و ﺻﻨﻒ ھﺬه اﻷﺧﯿﺮة ؛ ﻓﻲ اﻟﻤﺤﻮ ر اﻷﺧﯿﺮ ﻧﺎ ﻋﻠﻲ اﻋﺘﻤﺪ إﺛﺒﺎ ت ﻣﺪي ﻓﻌﺎﻟﯿﺔ اﻟﻄﺮق اﻟﻤﺪروﺳﺔ اﺳﺘﻨﺎدا إﻟﻲ ﻗﯿﺎﺳﺎت ﺗﺠﺮﯾﺒﯿﺔ ﻔﺲ ﻧ اﻷد وا ت و ﻟﺘﻮﺳﯿﻊ ﻧﻄﺎق ھﺬه اﻟﺪراﺳﺔ ﻗﻤﻨﺎ أﯾﻀﺎ ﻣﺮﺿﯿﺔ. University of Constantine 1- Faculty of Technology Sciences DEPT. OF ELECTRICAL ENGEENERING PhD Thesis Summary Title: « MODELING TOOLS FOR FAULT DIAGNOSIS OF SYNCHRONOUS RELUCTANCE & VARIABLE RELUCTANCE MACHINES » PhD student : ILHEM BOUCHAREB SUPERVISOR: Pr. Ammar Bentounsi The « Condition monitoring » of machines has become an art that can diagnose and precisely potential defects to act quickly before the « break »! Monitoring and diagnosis of electric machines represent a scientific and economic challenge motivated by the goals of dependability and continuity of service of electric drives. Electromechanical converters (engines, generators, actuators…) occupy an increasingly important in industrial equipment, especially with the new requirements for electric traction or decentralized energy production with new structures machines. In addition, these devices can play a critical role in the process which generates severe constraints in terms of dependability and availability rates, hence the need for robust diagnosis increased and thus the development of diagnostic tools more efficient. Effective diagnosis paves the way for a fault tolerant control, and should therefore increase the robustness of the industrial process. Many approaches and diagnostic procedures are developed for fault detection and diagnosis by different research communities’ automatic, productics and artificial intelligence. The methods differ in the type of a priori knowledge about the process that they require. So they can be classified generally as model-based methods, based on knowledge and methods based on historical data. Methods based models consider a structural model of the behavior of the process based on fundamental physical principles. These models can be quantitative type, expressed as mathematical or qualitative equations, expressed for example in the form of logical relations. Methods based knowledge exploits the skills, reasoning and expert knowledge about the process to turn them into rules, so as to solve specific problems. Finally, methods for database search to discover information, as typical examples and trends in the measurements from the sensors and actuators, which can identify the behavior of the process. These methods include, among others, learning methods and classification (or recognition). The most recent studies have been devoted to the electrical monitoring of induction machines in particular the inspection of the stator current. In recent years, research in the field of electric motor drives for critical industrial applications such as automotive, aerospace, robotics, nuclear power plants or decentralized production are focused on research level of the drive motor and various topologies. The concept of the fault tolerant device and the development of devices dependability are often required to improve the availability of systems integrating this type of machine, minimize maintenance costs and ensure more effectively the security of goods and people in direct or indirect relationship with the application. That is why we seek to apply proven methods by asynchronous machine (ASM) for other machine structures, types, synchronous reluctance machines (SynRM) and variable reluctance machines (VRM) by their growing presence in the areas of fault tolerance. Therefore, all new results can be of significant interest to all researchers working in the uploads/Litterature/ modelisations-et-outils-d-x27-aide-au-diagnostic-de-defauts-de-machines-synchrones-et-a-reluctance-variable-bouchareb-thesis.pdf

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