Perturbations singulières appliquées au modèles de machine asynchrone avec défauts au stator et au rotor

Abstract

La modélisation et la simulation de la machine asynchrone dans l’objectif de sa commande et de son dimensionnement dans les entraînements électriques à vitesse variable sont, l’objet de nombreux travaux. Dans le cadre du diagnostic de la machine, les objectifs d’un modèle de simulation sont cependant différents, ce qui motivé la mise au point de nouveaux modèles, spécifiquement dédiés à la simulation des défauts. Nous présentons dans ce mémoire la décomposition du modèle de la machine asynchrone sans et avec défauts au stator et au rotor par l’application de la théorie des perturbations singulières qui permet de découpler le modèle et d’obtenir deux modèles distincts régissant le mode lent et le mode rapide du fonctionnement de la machine asynchrone à cage d’écureuil. Cette décomposition permet d’analyser le comportement de la machine séparément selon l’objectif désiré de l’analyse (diagnostic, analyse de la stabilité, ...etc.). Les résultats de la simulation numérique effectuée à l’aide du logiciel MATLAB/SIMULINK du modèle complet de la machine ou des modèles décomposés sont comparés, l’analyse de la stabilité montre la diminution du degré de stabilité avec le degré de défaut au rotor de la machine en régime permanent, ce qui traduit la dégradation des performances de la machine en cas de défauts. Ce travail est composé de quatre parties: La première partie est destinée à la présentation générale des types et défauts survenant sur les différentes parties de notre machine et à une étude bibliographique sur les différentes méthodes de diagnostic. Le deuxième chapitre traite la modélisation du moteur par l’approche des multi-circuits couplés magnétiquement. Nous avons pu représenter mathématiquement la rupture des barres et les portions d’anneau au rotor d’un côté, et l’ouverture d’une phase lors du fonctionnement au stator d’un autre côté. Dans la troisième partie, nous appliquerons la théorie des perturbations singulières pour le modèle de notre machine pour obtenir les deux modèles correspondants au régime transitoire et au régime permanent du fonctionnement du moteur pour les utiliser dans le chapitre suivant. Le quatrième chapitre présente les résultats de simulation issus des tests expérimentaux et des simulations. Enfin, une conclusion générale est établie à l’issue du travail effectué.