Electrotechnique
Corrosion E?ects on the Magnetic Behavior of Magnetic Circuitof an Induction Machine
In This paper, the e?ect of corrosion on the magnetic behavior of a magnetic material usedas a magnetic circuit in the induction machines is studied. With this objective, the magnetic propertiesof the samples with corrosion and without corrosion were evaluated by the study of hysteresis loopsusing a homemade vibrating sample magnetometer (VSM). The magnetic parameters extracted from thehysteresis loops such as saturation magnetization, coercive, remanent magnetization, squareness ratio,magnetic permeability, and hysteresis area were analyzed. It was shown that more energy is required todemagnetize the sample with corrosion than the sample without corrosion, and the hysteresis loss in thecase of the sample with corrosion is more than the case of the sample without corrosion. These meanthat when the corrosion is presented in the magnetic circuits of the induction machine, the hysteresisloss increases, consequentially reducing the machine e?ciency. Voir les détails
Mots clés : corrosion, magnetic behavior, hysteresis loops
Diagnostic des systèmes non linéaires par analyse statistique multi-variée
Le diagnostic de fonctionnement de systèmes peut être défini comme une suite d’opérations qui a pour objet de détecter et de localiser dans un système, les défauts internes (processus lui-même), les défauts externes (actionneur, instrumentation), les modes de fonctionnement anormaux et de caractériser ces défauts ou modes de fonctionnement. Parmi les méthodes employées, on distingue généralement celles utilisant un modèle paramétrique décrivant le comportement du système à surveiller ( méthodes à base de modèle analytique) de celles qui ne s’appuient que sur l’analyse des données prélevées sur les systèmes comme, par exemple, la reconnaissance de formes. L’optimisation des processus et leur fonctionnement passe donc par une mise en place d’un système de surveillance du fonctionnement de ces processus. En effet, pour améliorer la conduite d’un système, il faut connaître, à chaque instant, l’état de fonctionnement de ce système et pouvoir discriminer états normaux et anormaux. Dans certaines situations, il est même nécessaire de prévoir l’évolution de l’état du système et de proposer un pronostic d’évolution des modes de fonctionnement. De plus, il est important de résoudre le problème lié à l’information : l’exploitant a besoin d’informations cohérentes pour gérer son processus. Dans le cadre d’une approche à base de modèle, l’objectif est mieux maîtriser la modélisation des systèmes (y compris les limites de modélisation) pour développer des approches de diagnostic robustes vis-à-vis des incertitudes de modélisation et des imprécisions de connaissance de façon plus générale. La complexité des mécanismes mis en jeu (les cinétiques non linéaires, les paramètres variant dans le temps, l’absence de mesures fiables) impose le développement et l’utilisation de techniques avancées de l’automatique pour développer une stratégie de diagnostic de fonctionnement en temps réel. Il est question donc d’utiliser des techniques de traitement de données pour développer des stratégies de diagnostic des systèmes. Ainsi des techniques d’identification des systèmes qui utilisent les mesures disponibles sur le processus telles que l’analyse en composantes principales (ACP) sont à développer. Il faut rappeler que l’analyse en composantes principales est une méthode linéaire, alors que la plupart des systèmes physiques ont des comportements non linéaires. Ceci a motivé un certain nombre de travaux pour étendre la portée de l’analyse dans un cadre non linéaire. Voir les détails
Mots clés : Sureveillance des capteurs, Analayse en composantes principales (ACP) et (ACPNL), statistique multivariée et ANN
Contribution à la modélisation de structures et dispositifs passifs microondes basée sur l’utilisation de différentes techniques d’optimisation : Application aux filtres en guides d’ondes rectangulaires métalliques
In this work, we proposed a method for the synthesis of hollow waveguides filters. It consists of a combination of several calculations, simulations and optimizations techniques classified in a defined order to result in band-pass filters. It is a question of: First, to generate the coupling matrix starting from the filter specifications. Deduce the equivalent circuit and then convert it into a microwave structure, which consists of replacing the resonators and inverters of the circuit by resonant cavities and couplers. Once the circuit has been converted to a microwave structure, we need an analysis method to ensure the right conversion. For this, we used the segmentation method, which consists in fragmenting the structure into several basic elements (junction, bend and T-junction). Each element is analyzed separately using the mode-matching method, and then the structure is assimilated to a network made up of these basic elements. Since the final result requires optimization because it does not correspond perfectly to the specifications of the structure to be synthesized, we have studied and used three optimization techniques: genetic algorithms, particle swarm optimization and neural networks. To validate our synthesis method, we have successfully applied it to the synthesis of the Tchebychev, Dual-mode, and generalized Tchebychev band-pass filters. Voir les détails
Mots clés : filter, waveguide, Coupling matrix, Mode-matching, Segmentation method, Optimization techniques.
La Contribution du Contrôle Direct de Couple d'une MAS Alimentée par des Onduleurs Multi-Niveaux en Appliquant l'intelligence Artificielle (Logique Floue-Réseau de Neurone).
Actuellement, avec la progression de l’électronique de puissance et celui de commande, il est possible d’obtenir la même performance des machines asynchrones (MAS) et des machines asynchrones à double stator (DSIM) que celles à courant continue. Les derniers développements de commande du (MAS/DSIM) ont vu l’émergence de différentes structures basées sur le contrôle vectoriel comme le contrôle direct du couple DTC. Cette stratégie de commande permet de calculer les grandeurs de contrôle qui sont le flux statorique et le couple électromagnétique à partir des seules grandeurs liées au stator sans l’intervention de capteur mécanique de la machine asynchrone et à double stator pour un entraînement électrique avec une source de tension multi-niveaux. De plus, cette structure ne nécessite pas l’application d’une commande à modulation de largeur d’impulsion (MLI) sur l’onduleur multi-niveaux, ce qui améliore, très nettement, les performances dynamiques des grandeurs contrôlées. Cet ensemble convertisseur-machine reste cependant restreint à la limite inférieure de gamme des fortes puissances, du fait des contraintes électriques subies par les semi-conducteurs et de leur faible fréquence de commutation. Cette étude consiste à l'optimisation de l’algorithme DTC à multi-niveaux, en appliquant plusieurs approches pendant la conception des tables de commutations afin d’améliorer les résultats classiques notamment la réduction d’ondulation du couple. Les résultats obtenus dans la DTC classique sont encore améliorés en appliquant la technique de la logique floue ainsi que les avantages des réseaux de neurones artificiels. Cet objectif comprend une amélioration de la réponse dynamique du système, ainsi que les performances en régime statique, particulièrement la minimisation des pulsations du couple électromagnétique de la (MAS/DSIM).Cette étude est basée sur la technique de diagnostic (Détection/Localisation) des défauts au niveau de l’onduleur par la technique de vecteur du Park et la coordonnées polaires et aussi la proposition du nouveau convertisseur multi-niveau à tolérance de pannes reconfigurable pour poursuivre la continuité du processus de l’ensemble du système. Des simulations numériques sur Matlab/Simulink ont été implantées pour valider les méthodes proposées. Voir les détails
Mots clés : commande direct du couple, Onduleur à multi-niveaux, machine asynchrone, machine asynchrone à double stator, Commande sans capteur, Commande par logique floue, Réseaux de neurones artificiels, Détection, localisation, Reconfiguration
Finite-Set Model Predictive Decoupled Active and Reactive Power Control for Wind Energy Systems
This paper introduces a novel approach for direct power control of three-phase voltage source inverter in grid connected distribution wind energy systems. In this approach, the control of active and reactive power is based on finite-set model predictive control strategy. The proposed strategy has the simplicity of the direct power control technique and doesn’t require any current control loops. To meet the future generation of Permanent magnet synchronous generator wind turbines, a DC-DC boost converter is proposed at the machine-side to simplify the control and potentially reduce the cost of the wind energy system. The wind generation system requirements, such as maximum energy harvesting and regulation of grid active and reactive power are expressed as cost functions. Best switching states are selected and applied to the power converters during each sampling interval based on the minimization of cost functions. The feasibility of the proposed configuration and control scheme are verified through dSPACE 1104 experiments on a low power prototype. Voir les détails
Mots clés : Maximum Power Point Tracking, Finite-set model predictive control, Permanent Magnet Synchronous generator, Wind energy system
Real Time Implementation of Grid-connection controlusing Robust PLL for WECS in Variable SpeedDFIG-based on HCC
This paper presents the experimental real timeimplementation of a grid-connection field-oriented control (FOC)for wind turbine based on a doubly fed induction generator(DFIG). A control law is synthesized using a hybrid FOCHysteresisCurrent Controller (HCC) in Rotor side converter(RSC) and the stator is connected to grid via robust PLL (phaselocked loop). The regulation is achieved below the synchronousspeed (Hypo-synchronous mode). The implementation is realizedusing dSPACE1104 single board card control and acquisitioninterface. The obtained results of the proposed control presenthigh performance in steady and transient states with low THD ofthe stator injected current to the grid (<5%). Voir les détails
Mots clés : Doubly fed induction generetor (DFIG), Field oriented control (FOC), Hysteresis current controller (HCC), Rotor side converter (RSC), dSPACE1104
Experimental Design of Stand-alone Field Oriented Control for WECS in Variable Speed DFIG-based on Hysteresis Current Controller
This paper presents the experimental design of a stand-alone field-oriented control (FOC) for wind turbine based on a doubly fed induction generator (DFIG). The control law is synthesized using a hybrid FOC-Hysteresis current controller (HCC) in Rotor side converter (RSC) and the stator is connected to the resistive load via rectifier (nonlinear load). The regulation is achieved below the synchronous speed (Hypo-synchronous mode). The implementation is realized using dSPACE1104 single board control and acquisition interface. The obtained results of the proposed control present high performance in steady and transient states. Voir les détails
Mots clés : Doubly fed induction generetor (DFIG), Field oriented control (FOC), Hysteresis current controller (HCC), Rotor/Stator side converter (RSC/SSC), dSPACE1104
Predictive Control of Power Electronics Converters in Wind Energy Systems
In order to make a wind power generation truly costeffective and reliable, an advanced control techniques must beused. In this paper, we develop a new control strategy usingModel Predictive Control (MPC) approach for permanentmagnet synchronous generator based wind turbine system. Theproposed control law is based on two points: MPC-based torquecurrentcontrol loop for the generator-side converter to reach themaximum power point of the wind turbine, and MPC-basedcurrent control loop for the grid-side converter to satisfy the gridcode and to help improve system stability. A small-scale windturbine system prototype was built and tested in the laboratory,and the experimental results are provided to verify the validity ofthe developed control methods, MPPT algorithm andperformance of the system operations. Voir les détails
Mots clés : finite-set model predictive control (FSMPC), Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG), Wind Energy Conversion System (WECS), Maximum Power Point Tracking (MPPT) Control, Grid Connected, experimental validation
A Study of the Behavior of Water Droplets Under The Influence of Non-Uniform Electric Field in Silicon Rubber
Water droplets on the surface of silicon rubberwere investigated under the influence of non-uniform electricfields. Several parameters of water droplets were investigated,such as the positioning of the droplets regarding the electrodes.The most striking conclusion is that the flashover voltage andelectric field distribution depends on the positioning of thedroplets from the electrodes. Voir les détails
Mots clés : water droplets, non uniform Electric field, COMSOL, finite element, insulating barrier, silicon rubber
DIAGNOSIS OF ROTOR FAULT USING NEURO-FUZZY INFERENCE SYSTEM
The three-phase induction machine (IM) has a large importance and it is widely used as electromechanical system device, and because of their; robustness, reliability, and simple design with the well developed technologies. In spite of all cited advantages, the induction machines are suscptible to various types of electrical and mechanical faults that can lead easly to excessive downtimes, which can lead to tuge losses in terms of maintenance and production. This work presents a reliable approach for diagnosis and detection of broken bar faults in induction machine. The detection of faults is based on monitoring of the stator current signal. Also the calculation of relative energy value for each level of signal decomposition is determinated by using package wavelet, and this method will be useful as data input of Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS). In the ANFIS approach the adaptive Neuro-Fuzzy inference system is able to identify the rotor of induction machine state with high precision.This method is applied by using the MATLAB®/Simulink software. Voir les détails
Mots clés : Induction machine, Neuro-Fuzzy inference system., Inductoion Machine