Grandeurs électrique et mécanique et aide au diagnostic d’une génératrice éolienne.

Abstract

Le travail de ce mémoire concerne le diagnostic de défaut d’un déséquilibre électrique au rotor (DER) dans une machine asynchrone à double alimentationdestinée à être entrainée par une éolienne. L’étude s’est portée sur la surveillance de l’évolution de ce défaut par l’analyse des grandeurs électriques (courants statoriques et puissance) et mécaniques (couple électromagnétique et vitesse de rotation) mesurées sur la génératrice.Après avoir décrit les différents éléments constitutifs d'une machine asynchrone et les principaux défauts pouvant survenir sur ceux-ci, nous proposons deux méthodes de diagnostic. La première se base sur le calcul d’indicateurs statistiques et la deuxième se repose sur l’analyse spectrale. En effet, le calcul des indicateurs (RMS, énergie, kurtosis, entropie et complexité) pour ces grandeursa permis de suivre l’évolution du défaut de façon moins, puisquecertains de ces indicateurs ne sont pas fiableslors de l’analyse de toutes les mesures. Pour y pallier, l’analyse spectrale par transformée de Fourieret la démodulation de ces signaux par la transformée de Hilbert, deux méthodes faciles et rapides, permettent d’avoir un suivi plus approprié de l’état de la machine. Cela s’explique par l’influence du défaut sur le contenu spectral des grandeurs mesurées qui, en fait, agit de façon directe sur le champ tournant de la machine This work concerns the fault diagnosis of an electrical rotor imbalance (DER) in a doubly fedinductiongenerator widely-used for wind turbine. The study focused on monitoring the development of this defect by analyzing the electrical (stator currents and power) and mechanical (electromagnetic torque and speed) signals measured on the generator. After having described the different constituent elements of an induction machine and the main faults that can occur on them, we propose two diagnostic methods. The first isbased on the calculation of statistical indicators and the second is based on spectral analysis. Indeed, the calculation of the indicators(RMS, energy, kurtosis, entropy and complexity) for these quantities made it possible to follow the evolution of the fault less, since some of these indicators are not reliable during the analysis of all measurements. To overcome this, the spectral analysis by Fourier transform and the demodulation of these signals by the Hilbert transform, two easy and fast methods, allow a more appropriate monitoring of the state of the machine. This is explained by the influence of the defect on the spectral content of the measured quantities which, in fact, acts directly on the rotating field of the machine.