Développement de capteurs logiciels pour la détection de défauts mécaniques dans les entraînements électriques à vitesse variable : Application à la maintenance prédictive des éoliennes - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Development of software sensors for the detection of mechanical faults in variable speed electrical drives : Application to predictive maintenance of wind turbines

Développement de capteurs logiciels pour la détection de défauts mécaniques dans les entraînements électriques à vitesse variable : Application à la maintenance prédictive des éoliennes

Résumé

This thesis is devoted to the detection of mechanical faults in synchronous machines from electrical measurements at variable speed. The intended application is wind turbines. The proposed approach is based on order tracking methods in which the analysis signals are sampled as a function of the mechanical angle. In this case, the spectral components become independent of the speed and the frequency analysis can be exploited. Order tracking is generally implemented from a position measurement. In this work we study methods allowing to estimate this position from electrical measurements (currents and voltages). Several methods are proposed and classified according to the number of measurements available. They are then compared in relation to their ability to isolate the default component sought by order tracking. These methods are tested in simulation and on a LIAS wind turbine test bench. Secondly, a statistical method is used to finalize the diagnosis. At variable speed, this type of method is difficult to implement and we show that order tracking makes it possible to simplify the analysis.
Cette thèse est consacrée à la détection de défauts mécaniques dans les machines synchrones à partir des mesures électriques à vitesse variable. L'application visée est l'éolien. L'approche proposée est basée sur les méthodes d'order tracking dans lesquelles les signaux d'analyse sont échantillonnés en fonction de l'angle mécanique. Dans ce cas, les composantes spectrales deviennent indépendantes de la vitesse de rotation et l'analyse fréquentielle peut être exploitée. L'order tracking est généralement mis en œuvre à partir d'une mesure de position. Dans ce travail nous étudions des méthodes permettant d'estimer cette position à partir des mesures électriques (courants et tensions). Plusieurs méthodes sont proposées et classées en fonction du nombre de mesures disponibles. Elles sont ensuite comparées par rapport à leur aptitude à isoler la composante de défaut recherchée par order tracking. Ces méthodes sont testées en simulation et sur un banc d'essai éolien du LIAS. Dans un second temps, une méthode statistique est mise en œuvre pour finaliser le diagnostic. A vitesse variable, ce type de méthode est difficile à mettre en œuvre et nous montrons que l'order tracking permet de simplifier l'analyse.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03273908 , version 1 (29-06-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03273908 , version 1

Citer

Abdallah Allouche. Développement de capteurs logiciels pour la détection de défauts mécaniques dans les entraînements électriques à vitesse variable : Application à la maintenance prédictive des éoliennes. Mécanique [physics.med-ph]. Université de La Rochelle, 2020. Français. ⟨NNT : 2020LAROS017⟩. ⟨tel-03273908⟩
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