Electrotechnique

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CONTRIBUTION AU DIAGNOSTIC DE DEFAUTS D’UNE GENERATRICE ASYNCHRONE DANS UNE CHAINE DE CONVERSION D’ENERGIE EOLIENNE

Issam ATOUI (2015)
Thèse de doctorat

La tendance mondiale à développer des énergies renouvelables a conduite à un accroissement important des parcs éoliens au cours des 20 dernières années. Cependant, vu que les turbines éoliennes sont coûteuses et leur fiabilité est une question très importante, une demande croissante de rentabilité, de fiabilité et de sécurité dans les turbines éoliennes, qui peuvent faire l’objet de pannes ou de dysfonctionnement à un moment donné de leur temps d’utilisation, a conduit à des nouvelles méthodes de surveillance et de commande. D’un autre part, car les génératrices à courants alternatifs utilisées dans les systèmes éoliens qui sont en grande majorité des génératrices asynchrones représentent une partie très importante dans les chaînes éoliennes, un intérêt particulier est porté dans cette thèse à l’analyse et le diagnosticde quelques défauts qu'ils peuvent apparaître dans les machines asynchrones tant au niveau du stator que du rotor. Alors, le travail réalisé, s’inscrira dans le domaine de la modélisation, la détection et le diagnostic des défauts et consistera à l’application de la théorie du traitement de signal au diagnostic des défauts d’une génératrice asynchrone triphasée installée dans une chaîne de conversion éolienne isolée ou raccordée au réseau électrique, et, à valider les résultats dans l’environnement Matlab. Les méthodes de diagnostic proposées dans cette thèse sont appliquées sur des chaines de conversion d’énergies éoliennes en mode contrôlées, ça nécessite l’application des techniques de commande robuste non seulement lorsque le système éolien est sain mais aussi quand le système éolien est en défaut. Deux types de machine électrique sont étudiés dans cette thèse, la machine asynchrone auto-excitée dans un système éolien isolé et la machine asynchrone à double alimentation dans un système éolien raccordé au réseau électrique. Pour le diagnostic de défauts de ces machines électriques, différentes procédures sont proposées en se basant sur différentes méthodes de traitement du signal notamment FFT (Fast Fourier Transform) et DWT (Discrete Wavelet Transform). Pour la commande des systèmes éoliens, la commande fractionnaire qui est basée sur des régulateurs d’ordre fractionnaire est appliquée. Les efficacités des méthodes proposées sont illustrées avec des résultats de simulation. Voir les détails

Mots clés : DIAGNOSTIC DE DEFAUTS;, CHAINE DE CONVERSION D’ENERGIE EOLIENNE, machine asynchrone auto-excitée, système éolien isolé, Machine Asynchrone à double alimentation, système éolien raccordé au réseau électrique, FFT, DWT;, commande fractionnaire

Amélioration de la qualité du réseau électrique  à  l’aide des compensateurs actifs

Noureddine HAMOUDA (En préparation)
Thèse de doctorat

Le développement spectaculaire qu’a connue la technologie des semi-conducteurs de puissance entièrement commandables notamment les MOSFET, les IGBT, et les GTO, a conduit à l’apparition d’une nouvelle solution aux problèmes liés aux harmoniques, Cette solution n’est autre que filtrage actif. Parmi les objectifs visés par cette thèse, l’établissement d’une révision détaillée de ces algorithmes d’identifications des harmoniques de références et une accentuation sera porté à laméthode du filtre multi variable (FMV). En outre, nous visons à l’étude des filtres actifs électromécaniques en vue de les appliquer aux systèmes à énergies renouvelables. Aussi, nous envisageons d’associer des filtres actifs à des systèmes PV. Afin d’atteindre ces objectifs, différentes configurations (pures, combinées et hybrides), structures (simple ou multi-niveaux) et techniques de commande (classiques, avancées, et intelligentes), des filtres actifs seront traités globalement ou partiellement. Les étapes pour aboutir à ces objectifs de cette thèse peuvent commencer par l’étude comparative, avec modèles de simulation, des différents algorithmes de détections des harmoniques de référence avec accentuation sur la méthode FMV, puis par l’étude des filtres actifs statiques, sélectifs avec FMV, et association avec les systèmes PV et finalisé par l’étude des filtres actifs électromécaniques et association avec les systèmes éoliens et finalement on va faire une comparaison Voir les détails

Mots clés : harmonique, filtre actif, technique d’identification des harmoniques de références, FMV, filtre actif électromécanique, PV, technique de commandes des onduleurs

Etude du Comportement de la barrière isolante en vue de son optimisation

Samira BENHARAT (En préparation)
Thèse de doctorat

L’augmentation sans cesse de la tension de transport de l’énergie électrique, impose aux concepteurs d’examiner les moyens nécessaires pour réduire les intervalles inter-électrodes. L’insertion d’une barrière isolante entre les électrodes constitue une des solutions. Cette barrière isolante constitue un obstacle à l’évolution directe de la décharge. Son comportement dépend de plusieurs facteurs ; électriques (présence et évolution de la charge d’espace), géométrique (largeur, épaisseur et position de la barrière) et natures de l’environnement et de la barrière. Il est demandé, dans ce travail, d’examiner l’influence de chacun de ces paramètres afin d’établir un critère pouvant permettre d’optimiser la barrière. Voir les détails

Mots clés : Décharge électrique, elements finis, claquage, champ électrique, arc électrique, barrière isolante

Modélisation et simulation d’un système FACTS : UPFC

Khoukha BERAHAL (2009)
Mémoire de magister

La demande en énergie électrique ne cesse de croître et le souci majeur des entreprises de production d’énergie électrique est de répondre à la croissance du marché et aux exigences des consommateurs en assurant une fourniture régulière et sans interruption. Des systèmes de contrôle rapide des réseaux utilisant les ressources offertes par l'électronique de puissance et la microélectronique de commande, ces systèmes sont désignés par l'acronyme général FACTS (Flexible Alternative Current Transmission Systems), qui ont démontré leur fiabilité depuis des décennies pour des transmissions sur longues distances. Ils permettent un meilleur contrôle et une meilleure gestion de l'écoulement de puissance des lignes en s'approchent des limites thermiques de celle-ci. Enfin ils devraient permettre d'améliorer la stabilité du réseau que ce soit pour des défaillances majeures dans le réseau ou pour éliminer l'effet d'oscillations parasites telles que la résonance sous synchrone. Le système UPFC (Unified Power Flow Controller) combine à la fois la compensation série et la compensation parallèle. C’est le système FACTS le plus puissant, dans la mesure où il permet de régler la puissance active et réactive ainsi que la tension du jeu de barre ou il est inséré. Le dispositif UPFC assure le contrôle de plusieurs paramètres du système du réseau ce travail de thèse est destiné à évaluer l’aptitude de l’UPFC à contrôler l’écoulement de puissance à travers une ligne de transmission. Les résultats de simulation montre la praticabilité de la commande de l’UPFC afin d’évaluer son aptitude à suivre les changements dans les valeurs de référence des puissances active et réactives. Voir les détails

Mots clés : control des flux de puissance, UPFC, FACTS

Étude comparative des techniques de filtrage des harmoniques de courant

Noureddine HAMOUDA (2010)
Mémoire de magister

Le problème de la pollution harmonique dans les réseaux électriques de distribution devient de plus en plus préoccupant avec l’accroissement de l’usage des charges non-linéaires. Plusieurs solutions ont été proposées pour remédier les problèmes engendrées par les harmoniques, Le filtrage actif de puissance est l’un des solutions les plus efficaces face à ce problème. Dans notre mémoire , nous débuterons par énoncer, en guise de généralité, les définitions de base, ainsi que l'étude les causes et les effets de la pollution harmonique. Ensuite, on a présenté les différents moyens de mitigation contre la pollution harmonique, le filtrage passif, le filtrage actif et actif hybride…etc. Après, on s’est intéressé beaucoup plus au filtrage actif parallèle, on a présenté le principe de fonctionnement de ce dernier, les différents algorithmes d’identification des harmoniques de références, les deux technique de commande de l’onduleur de tension MLI et hystérésis, la régulation de la tension continu, grâce le logiciel Matlab-Simulink on a montré l’efficacité du filtre actif parallèle à compenser les harmoniques en régime équilibré et déséquilibré. Mais sans doute il a un inconvénient, pour remédier l’inconvénient majeur du filtre actif parallèle, on a présenté comme première solution trois méthodes du filtrage actif parallèle par action sélective ‘la sélectivités des harmoniques désirés se fait à base des méthodes,, ‘ ces méthode sont étudies et comparés avec eux. Comme deuxième solution, on a présenté un type de filtrage hybride ‘association série d’un filtre passif et d’un filtre actif parallèle’. Les résultats de simulation de chaque solution montrent bien l’efficacité de ces technique de solution. Voir les détails

Mots clés : harmonique, charge non-linéaire, filtre actif, filtre passif, filtre hybride, MLI, hystérésis, filtre actif parallèle sélectif, pq, dq, FMV

Surveillance et détection de défauts d'une machine à induction

Hichem MERABET (2009)
Mémoire de magister

L’utilisation de la machine asynchrone dans les entraînements électriques occupe une place très importante. Donc,le diagnostic de défauts éventuels dans ces machines est de nos jours une priorité majeure pour les industriels en particulier est pour les scientifiques en générale.Actuellement, la demande industrielle en termesde système de surveillance est en nette croissante car la disponibilité des processus industriels est devenueun argument tant économique que marketing. Toutefois, la surveillance et le diagnostic nécessitent à la fois une bonne connaissance fonctionnelle et comportementale du système afin de mettre en évidence d’une manière précoce des conditions conduisant à une situation de défaillance.Ce mémoireconcerne donc, le fonctionnement de la machine asynchrone. A cet effet, dans un premier temps nous développerons le modèle de la machine asynchrone triphasée à cage, capable de représenter les comportements de la machine dans les différentes modes de fonctionnement et en présen ce de déséquilibres structurels. Parmi les défauts, nous traiterons descassures des barres et des portionsd’anneaux, lesdéfautsd’excentricités (statique, dynamique, mixte) etle défaut de court-circuit entre spiresd’une phase statorique. Une analyse spectrale descourantsstatoriquesdu moteur asynchrone, prélevés lors de ces défauts sera présentée. Dans la dernière partie de ce mémoire, nous développons une approche desurveillance permettant d'obtenir des informations sur l'état de la machineet de classifierdes défauts. Voir les détails

Mots clés : diagnostic, défauts, détection, surveillance, machine à induction, modélisation, simulations

Contribution au diagnostic de défaut dans une chaine de production d’énergie

Issam ATOUI (2009)
Mémoire de magister

Le suivi de l'état de fonctionnement d'une installation éolienne permet de signaler lesdysfonctionnements d’une manière précoce et d' y remédier dans les délais avant qu'ilsn'engendrent des défaillances requérant l'arrêt inopiné du procédé de conversion. Il permetaussi de remplacer la maintenance préventive par une maintenance prédictive. Cette dernièreconsiste en un planning des opérations de maintenance basé sur l'information fournie par lesystème de surveillance. Cette stratégie peut apporter incontestablement une diminutionsubstantielle des coûts de maintenance du système.L'objectif de ce travail est l'étude par simulations des défauts de la génératrice d’unechaîne éolienne. A cet effet on étudiera le défaut d'excentricité dans une génératriceasynchrone à double alimentation (Doubly-Fed Induction Generator, DFIG) et les défauts deruptures des barres ou des anneaux rotoriques dans une génératrice asynchrone auto-excitée.Au début, les models de l’ensemble de la chaîne de conversion (turbine, génératrice,charge et régulation) sont validés par Simulation sous MatLab Simulink, En suite, ladétection de défaut dans la génératrice sont considéré en utilisent trois méthodes detraitements du signal, notamment, l’analyse rapide de fourrier, l’analyse de fourrier à fenêtreglissante et la technique des ondelettes, ont été considéré. Voir les détails

Mots clés : installation éolienne, maintenance préventive, génératriceasynchrone à double alimentation, génératrice asynchrone auto-excitée

Diagnostic Robuste des Systèmes Energétiques par l'approche Bond Graph

Nadir BOUTASSETA (2009)
Mémoire de magister

Supervision and monitoring systems have a major role to the security of industrial plants and availability of its equipments. Early detection and isolation of incipient faults may prevent the factory from disaster.Industrial plants integrate many technology components that are governed by several physical phenomenas, that’s why Bond Graph tool which is based on an energy and multiphysics analysis is well suited. The resulting bond graph model can subsequently be used in model-based fault diagnosis methods that allows the detection and isolation of faults.In this study, we address the problem of diagnosis of energy systems by presenting a state of the art of diagnosis methods. Next, we introduce Bond Graph modeling procedure with applications in different physical domains. Bond Graph model-based diagnosis methods are presented after, followed by its extension to robust fault diagnosis methods.Finally, application examples of the diagnosis method are presented. Voir les détails

Mots clés : diagnostic, modélisation, Bond Graph, redondance analytique

Etude Comparative des Techniques de Filtragedes Harmoniques de Courant

Noureddine HAMOUDA (2010)
Mémoire de magister

The problem of harmonic pollution in distribution electrical networks is becoming more and more worryingwith the increasing use of nonlinear loads, several solutions were proposed to cure the problems generated by theharmonics, the power active filter is one of the most effective solutions vis-a-vis this problem. In our memory,we will begin with stating, as a general information, the basic definitions, as well as the study of the causes forpurpose of harmonic pollution. Then, one presented the various means of mitigation against harmonic pollution,passive filter; active filter and hybrid filter... etc. After, we are interested much more in shunt filter active, we arepresented the principle of operation of this last, the various algorithms of identification of the harmonics ofreferences, tow technique the control of the inverter of tension MLI and hysteresis, the regulation of the tensioncontinuous, grace the Matlab-simulink software we are showed the effectiveness of the shunt active filter tocompensation of harmonic with balanced and unbalanced rate. But undoubtedly it has a disadvantage, To curethe major disadvantage of the shunt active filter, we presented as first solution three methods of shunt activefilter by selective action ' the selectivity of the desired harmonics is done containing the method , , ,these method are study and compared with them. As second solution, we presented a hybrid filter type 'association series of a passive filter and a shunt filter active filter’ the results of simulation of each solution showwell the effectiveness of these techniques of solution. Voir les détails

Mots clés : harmonic, non-linear charge, active filter, passive filter, hybrid filter, MLI, hysteresis, selective active filter, FMV, dq, pq