Détection et diagnostic des défauts dans les machines électriques

Les machines électriques sont des équipements stratégiques dans l’industrie. L’arrêt de ces machines provoque soit une perturbation dans la fourniture d’énergie, soit une dégradation au niveau des entrainements industriels. Donc une maintenance solide doit être appliquée pour atténuer tout dysfonctionnement. La surveillance et le diagnostic des machines électriques représentent un enjeu scientifique et économique motivé par les objectifs de sûreté de fonctionnement et continuité de service des entrainements électriques. De nombreux travaux de recherche ont été menés sur cet axe. Il existe plusieurs types de méthodes pour diagnostiquer les défauts, soit par des modèles analytiques, soit à base de connaissances et soit basées sur les données. Les réseaux Bayésiens sont des méthodes d’intelligence artificielle utilisées comme outils d’aide à la prise de décision. Notre travail est basé sur le développement d’un modèle Bayésien pour le diagnostic des défauts dans la machine électrique

Compensation de l’énergie réactive dans le réseau électrique par filtre actif

Le plan de réalisation de cette thèse est comme suit: - Etude des différentes méthodes de compensation. - Simulation du filtre avec charge polluante - La compensation des harmoniques et l’énergie réactive simultanément - Développement des algorithmes de commandes du filtre actif - Implantation en temps réel des algorithmes développés dans un microprocesseur (dSPACE)

Amélioration des Performances de la Commande Vectorielle Directe de la Machine Asynchrone par l’utilisation des Régulateurs à Logique Floue

Le plan de réalisation du projet de thèse de doctorat est le suivant: - Etude des différents régulateurs pour améliorer les performances de la commande de la MAS - Comparaison des régulateurs intelligents et les régulateurs conventionnels - Validation des algorithmes développés par simulation - Réalisation de la partie expérimentale - Implantation des algorithmes de commandes dans un microcontrôleur (dSPACE) - Analyse et discussion des résultats obtenus

Détection des défauts mécaniques dans un moteur asynchrone

Les impératifs des sûretés de fonctionnement des entraînements électriques nécessitent l'intégration de systèmes de surveillances pour la détection et le diagnostic des défaillances. Donc il faut doter les moteurs asynchrones d’un outil de surveillance pour éviter ou du mois prévenir les pannes et les arrêts intempestifs. En général, les défauts d’entrainement électriques résident dans les différents modes de fonctionnement, la charge, l’environnement…etc. Parmi ces défauts, on peut citer : - Déséquilibre de tension d’alimentation ; court-circuit au stator, - Cassure des barres rotoriques et portion d’anneaux, - Partie mécanique, défaut des roulements ; défaut d’excentricité, - L’alimentation, - La charge, - La commande, Parmi le grand nombre de défauts présents, un choix a été fait d’après les critères suivants : - Fréquence d’apparition du défaut ; - Importance des conséquences du point de vue de la sécurité et des dommages casées, - Représentativité du défaut vis-à-vis de l’ensemble des fonctionnements défectueux possibles, - Intérêt des défauts pour la mise au point des modèles, L'objectif du diagnostic dans ce travail consiste à connaître, à évaluer, à prévoir, à mesurer et à maîtriser les défaillances des systèmes. Les différents concepts terminologiques et méthodologiques associes a ce travail seront abordés et analysés.

Determination de la fréquence adequate de découpage permettant d'assurer une meilleure attenuation des harmoniques

Ce mémoire présente l' étude d' un filtre actif parallèle comme moyen de réduction des harmoniques de courant générées par un redresseur triphasé non-commandé . Dans le but de déterminer une stratégie de commande plus performante permettant d' injecter un courant harmonique approximativent égal au courant harmonique de charge. La commande par modulation de la largeur d' impulsion ( M.L.I ) est utilisée. La porteuse de la MLI est triangulaire et la référence est le courant harmonique de charge.

Filtrage hybride des harmoniques générés par un pont redresseur non commandé

The present thesis is focused on the study of harmonics suppressing using series active filter and shunt passive filter (hybrid filter).The previous works where mainly interested only on operation and control of hybrid filter. Few researches have studied the design criteria of passive filter which is the main part of this thesis. Therefore this work highlights the design and the calculations of total reactive power of passive filter, and reactive power of each corresponding branch to mitigate specific harmonic. The designing criteria parameters of shunt passive filter are highlighted. The proposed scheme is simulated in Matlab/Simulink environment and the obtained results are presented and analyzed in order to show the high performances of hybrid filter.

Reduction des pertes d'énergie pa attenuation des harmoniques pour les convertisseurs de fréquence indirectes

L'objectif de ce travail est l'atténuation des harmoniques générés par les convertisseurs indirectes à savoir l'onduleur de tension et le commutateur de courant, vu leur importance dans tous les domaines surtout les applications minières. Le système étudié est modélisé avec les différents élément qui le compose. Tous les modèles développés ont été simulé sous un logiciel pour voir le comportement des convertisseurs étudiés et la réduction des harmoniques générés par ces derniers.

Sources et méthodes d'attenuation et de reductions des harmoniques

Le but de ce travail est l'atténuation et la réduction des harmoniques générés par les convertisseurs statiques en particulier les redresseurs. Cette réduction n'est pas un problème simple qui peut avoir une solution unique mais cela dépend de plusieurs facteurs. Dans ce travail nous proposons l'utilisation du filtre actif à la place des filtres conventionnels (passif) pour réduire les harmoniques au niveau du réseau électrique. un schéma est proposé ensuite validé par simulation en utilisant Matlab/simulink.

Commande d'un onduleur triphasé par MLI vectorielle développé à base de séquence aligné à droite (right aligned sequence)

L'inconvenient principal des onduleurs est l'obtention de la tension alternative non sinusoidale à la sortie. Dans le but d'obtenir de reduire le taux des harmoniques, la MLI vectorielle est utilisée pour commander l'onduleur. Dans cette perspective, ce travail est focalisé sur le developpement d'un algorithme basé sur la séquence aligné à droite (right aligned sequence) pour commander l'onduleur de tension qui alimente un moteur à courant alternatif. Cet algorithme est testé sur un moteur asynchrone pour verifier son fonctionnement. Les resultats obtenus sont ensuite comparés aux resultats obtenus par l'emploi de la commande développé à base de la sequence symetrique.

L'adaptation du filtre actif aux variations de la cherge

Ce travail est une simulation d'un filtre actif parallèle, conçu pour le filtrage des harmoniques de courant. Le schéma du montage est constitué d'une charge polluante (pont redresseur triphasé commandé), un schéma de régulation pour adapter le filtre aux variations de charge et une source d'énergie. Le filtre employé pour réduire les harmoniques de courant est un onduleur de tension commandé par MLI (modulation de la largeur d'impulsion) sinusoïdale connecté en parallèle au réseau électrique. La stratégie de commande du filtre est basée sur la théorie des puissances actives et réactives instantanés dite la théorie p, q. Les résultats obtenus montrent une réduction très importante des harmoniques du courant et une bonne auto- adaptivité du filtre aux variations de la charge. Ces résultats mettent en évidence l'efficacité et les bonnes performances du filtre actif parallèle de puissance.

Reduction des pertes de commutations et des harmoniques à la sortie de l'onduleur de tension commandé par MLI vectorielle

L'inconvénient principal des onduleurs est l'obtention d’une tension non sinusoïdale à la sortie (riche en harmoniques). Ce problème influe négativement sur le moteur qui est conçu pour fonctionner avec une tension alternative sinusoïdale. Cela engendre des pertes additionne aux niveaux des bobinages des moteurs et le rendement devient faible. Pour résoudre ce problème, plusieurs travaux ont été réalisés. Parmi ces derniers, l'utilisation des onduleurs commandés par la technique de Modulation de la Largeur d'Impulsion (MLI vectorielle qui devient la méthode recommander pour obtenir une tension sinusoïdale. Cette technique est liée à deux indices, le premier est l'indice de modulation et le deuxième est l'indice réglage. Notre travail est basé sur le développement de l'algorithme SVMI (modulation vectorielle à séquence bien aligné à droite) pour commander un onduleur construit à base des IGBT. Les essais de simulation sont réalisés sous MATLAB/Simulink. Les résultats obtenus ont montré une réduction du THD et des pertes de commutations.

Etude par simulation d'un filtre actif parallèle de puissance pour la compensation des courants harmoniques générés par un pont redresseur triphasé

Ce mémoire est dédié à l'étude par simulation d'un filtre actif parallèle de puissance dans le but de compenser les courants harmoniques générés par un pont redresseur triphasé. Un schéma bloc est développé sur le logicel Matlab/Simulink et des tests sont effectués pour valider le schéma proposé. Les résultats obtenus ont montrés que les harmoniques de courant sont réduits avec un THD inferieur à 5%.

Diagnostic dans un entrainement électrique (composé d'un onduleur et un moteur à cage)

La maintenance industrielle possède un impact très important dans le domaine industriel pour améliorer la fiabilité, la sureté de fonctionnement le rendement et la disponibilité des équipements. Pour ces raisons le diagnostic des entrainements électriques est devenu un objectif de nombreux chercheurs pour améliorer le système, localiser et détecter le défaut. Plusieurs méthodes sont employées dans ce domaine, parmi elles l'estimation paramétrique et l'analyse spectrale des signaux obtenus en créant des défauts. Dans ce travail deux défauts sont envisagés à savoir la rupture de la barre et le désalignement de l'arbre du moteur. Les signaux de ces deux défauts sont obtenus par l'introduction des données réelles dans le programme de simulation. Les résultats des spectres ont donnés des résultats encourageants et satisfaisants comparativement aux résultats obtenus par d'autres chercheurs.

Modélisation et Simulation d’un Capteur de Vibration (Accéléromètre)

L’importance de la vibration dans le domaine industrielle nous a conduits à s’intéresser au capteur qui capte ces mouvements vibratoires. Ces derniers peuvent nous donné des informations sur l’état de la machine pour réaliser et établir un programme de maintenance préventive et prédictive. Toute machine en fonctionnement produit un degré de vibration généré par ses mouvements rotatifs ou linéaires. On détecte ces vibrations avec un dispositif qui reproduit le niveau de vibration et le transforme en une unité physique utilisable en termes de vibration. Ce capteur est appelé accéléromètre ou capteur de vibration, la fonction de ce capteur est de transformer le niveau de vibration en un signal électrique temporel. La suite de la chaîne de mesure (amplificateur, analyseur FFT) converti le signal électrique temporel à un signal électrique fréquentiel à partir des opérations de traitement de signal réalisé à l’aide des logiciels. Ces opérations sont la génération des signaux, décomposition des signaux, calcul du spectre du signal, pondération des signaux ect…. Le but de la conversion du signal du domaine temporel au domaine fréquentiel est d’identifier les fréquences de vibration. Dans ce travail nous avons modélisé l’accéléromètre, cela nous facilite le choix de l’accéléromètre correspondant aux vibrations générés par la machine. Le travail de simulation réalisé par MATLAB, nous permet de faire un calcul correct est précis de la valeur du spectre du signal. Dans ce travail nous proposons un modèle mathématique de l’accéléromètre et un programme sous MATLAB pour effectuer le travail de simulation. Cette simulation permet de calculer le module du mouvement relatif, les erreurs de mesure et permet aussi de choisir la gamme de fréquence proportionnelle a l’accéléromètre et son facteur d’amortissement. Les résultats obtenues sont très satisfaisant et encourageant et nous aides à choisir l’accéléromètre convenable aux vibration de la machine sur laquelle on travail.

Commande par MLI vectorielle d’un onduleur Alimentant un moteur a cage

Dans ce travail une commande a modulation du vecteur spatial (SVM) est développée. La méthode de génération des vecteurs de tension de sortie de l'onduleur est proposée. Le schéma utilisé pour développer cet algorithme de commande est basé sur la séquence symétrique a cause de la symétrie de l'onde de commutation. Un moteur à cage est utilisé pour tester cet algorithme. Les résultats de simulation montrent qu’a cause de la tension composée élevée, le couple généré par ce moteur est élevé. Cela donne une meilleure réponse dynamique du moteur et une moindre distorsion harmonique des tensions ou/et des courants.

Régulation des onduleurs multi niveaux par un régulateur à logique floue

Le domaine de variation de la vitesse des machines asynchrones s'est développé d'une manière rapide lors de ces dernières années. Par conséquent, le développement des techniques intelligentes est devenu un domaine d’intérêt de plusieurs chercheurs et industriels. Outre les stratégies de commandes conventionnelles (PI, PID), d'autres approches appliquées à la commande des machines asynchrones sont également envisageables: il s'agit de la commande par logique floue. Le travail présenté dans ce mémoire consiste à l’application de cette approche intelligente et à l’analyse de ces performances par rapport au régulateur conventionnel. Tous ces régulateurs de vitesse, de couple et de flux, sont implantés en utilisant la méthode du flux orienté, la machine est alimentée par un onduleur de tension triphasé à trois niveaux de type NPC contrôlé par une MLI sinusoïdale à deux porteuses triangulaires unipolaire. Les résultats de simulation obtenus sont montrés, analysés et interprétés. Nous concluons à partir des résultats obtenus que, la commande vectorielle directe (CVD) par l'utilisation des régulateurs à logique floue présente une robustesse par rapport aux variations paramétriques de la machine et vis-à-vis des perturbations introduites par le couple résistant.

Contribution à l’amélioration des performances statiques et dynamiques d’un moteur asynchrone alimenté par un convertisseur de fréquence

Dans plusieurs domaines industriels, la suppression du capteur mécanique de vitesse peut présenter un intérêt économique et améliorer la sûreté de fonctionnement. Elle per¬met d'augmenter la fiabilité, de diminuer la maintenance et de réduire le coût. Nous présentons dans cette thèse, une étude de la commande vectorielle sans capteur de la machine asynchrone. On s'est intéressé spécialement à l'étude des observateurs adaptatifs utilisés pour l'estimation de la vitesse de rotation. En effet cette dernière est estimée à partir de la seule mesure des courants et tensions statoriques. Ces systèmes souffrent du problème d'instabilité, et sont très sensibles aux variations pa-ramétriques surtout pour le fonctionnement à basse vitesse. Par conséquent, une analyse de la stabilité a été effectuée. Plusieurs travaux se sont consacrés à la détermination des zones instables. Ils utilisent les fonctions de transfert et appliquent le critère de Rooth Hurwitz. Dans cette thèse on propose d'utiliser la représentation des lieux des pôles qui possèdent une partie réelle positive pour localiser les zones instables. On trouve qu'elles apparaissent en régime moteur et en régime générateur. Un autre critère peut être utilisé pour trouver l'expression analytique de ces zones dans le plan couple vitesse, c'est le critère du déter¬minant. En analysant le signe du déterminant on peut définir l'intervalle de stabilité. Pour résoudre le problème de l'instabilité, un gain optimal a été calculé, qui permet de réduire la zone instable à une droite définie par w4=O.

Identification des courants harmoniques par le réseau neuronal

Dans ce travail de thèse, un filtre actif parallèle (SAPF) est utilisé pour la compensation de la puissance réactive et la suppression des courants harmoniques dans le réseau électrique. Un algorithme basé sur le réseau neurone(ADALINE) est développé afin d'estimer les puissances instantanées réelles et imaginaires (ANN-RIIP) et d'identifier les termes harmoniques. Cet algorithme est simulé dans l'environnement MATLAB / Simulink et implémenté expérimentalement dans un contrôleur dSPACE 1104. Les résultats obtenus par simulation sont en accord avec les résultats expérimentaux qui confirment l'efficacité de l'algorithme ANN-RIIP proposé. Cette technique a démontrée que la vitesse et la précision d’ADALINE peuvent améliorer les performances des filtres actifs de puissance.

Commande d'un onduleur triphasé par MLI vectorielle

Ce travail est une étude comparative du point de vue qualité-coût, entre deux axes de recherches (commande et topologie). Le premier axe est basé sur l’amélioration des performances de fonctionnement d'onduleur, et le deuxième est basé sur les techniques de commande avancée (MLI vectorielle et MLI discontinue). Dans ce travail une nouvelle topologie de l'onduleur multi-niveaux est proposée. Cette dernière est moins coûteuse à travers le nombrer réduits des composants, et par conséquence une diminution des pertes, avec le maintien d'une bonne qualité spectrale de la tension de sortie. Les résultats obtenus par MATLAB/SIMULINK montrent que la capacité de la topologie à neuf niveaux proposée améliore les performances de l'onduleur, ainsi que les stratégies de commande avancées utilisées permettent de garantir une meilleure qualité des grandeurs à la sortie de l'onduleur, par rapport à celles de la stratégie conventionnelle

Amélioration des Tensions de Sorties des Onduleurs par l’Utilisation des Nouvelles Topologies et Techniques de Commandes

Dans cette thèse, les résultats expérimentaux et de simulation de l’onduleur triphasé de tension commandé par la technique de modulation de largeur d'impulsion discontinue appelée MLID-3 en anglais DPWM-3 correspondant à quatre saturations de 30° sont présentés. Cette technique est proposée pour remédier aux inconvénients de la technique de la modulation vectorielle (SVPWM) principalement la fréquence de modulation élevée et une augmentation des pertes de commutation de l'onduleur. Cette stratégie de commande est une technique simple et facile à générer avec le même schéma de commutation de la MLI vectorielle (SVPWM) avec moins de pertes de commutations et un taux de distorsion harmonique (THD) réduit. La principale motivation du présent travail est que la MLID n’est pas largement et profondément étudié et peut être présentée comme une alternative sérieuse à d'autres techniques. Les résultats obtenus ont montré que les pertes de commutations et le taux d’harmonique sont réduits. En outre, l'implémentation en temps réel de cette technique avec d’autres techniques telle que la MLI sinusoïdale et la MLI vectorielle dans un contrôleur (DS1104) dSPACE ont été réalisés. Les résultats obtenus par les tests de simulations et les tests expérimentaux sont présentés, discutés et analysés.

L’onduleur pour les systèmes photovoltaïques

Dans ce travail, la simulation et la mise en œuvre en temps réel d'un schéma de commande de modulation de largeur d'impulsion vectorielle (MLIV) est présentée pour démontrer les bonnes performances de l'onduleur photovoltaïque. La conception et la simulation du fonctionnement d'un système photovoltaïque (PV) commandé par une méthode intelligente permettant de suivre la puissance maximale produite par le générateur photovoltaïque sont décrites. La simulation a été réalisée dans l'environnement Simulink / MATLAB et la tension de sortie PV est élevée par un hacheur élévateur pour alimenter l'onduleur. De plus, des tests sont effectués sur une plateforme expérimentale pour mettre en œuvre les algorithmes développés de l'onduleur à MLIV utilisé pour convertir la tension continue produite en tension alternative variable. Les formes d'onde expérimentales telles que les tensions de sortie encourant alternative, les courants, les courbes de vitesse et de couple et la distorsion harmonique totale sont présentées et analysées.

Commande par MLI vectorielle d'un onduleur multiniveaux

L'inconvenient principal des onduleurs est l’obtention de la tension alternative non sinusoïdale à leurs la sorties. Ce problème influe d’une manière négative sur le moteur qui est conçue pour fonctionner avec une tension alternative sinusoïdale, cela engendre des pertes additionnelles aux niveaux des bobines du moteur et le rendement devient faible. Dans le but de faire une étude comparative entre un onduleur à deux niveaux et les onduleurs multi-niveaux, quatre algorithmes de commande basés sur l'MLI vectorielle (SVM) sont développés. Le schéma utilisé pour développer ces algorithmes de commande est basé sur la séquence symétrique à cause de la symétrie de l'onde de commutation. Un moteur à cage est utilisé pour tester et valider ces algorithmes. Les résultats de simulation montrent que la meilleure réponse dynamique du moteur et une moindre distorsion harmonique des tensions et des courants est assuré lors de l'utilisation de l'onduleur à sept niveaux.

COMMANDE SANS CAPTEUR DE LA MACHINE ASYNCHRONE

Les machines multiphasées sont de plus en plus utilisées pour des raisons de fiabilité et de segmentation de puissance dans les applications des puissances élevées, tel que les compresseurs, les moulins du ciment, trains, tramways, les alternateurs synchrones pour générer une puissance élevée par rapport aux alternateurs conventionnels, etc… La machine asynchrone double étoile (MASDE) est un type des machines multiphasées où elle possède deux enroulements statoriques triphasés identiques, qui se partagent le même stator. Dans ce travail on a étudié la commande de cette machine par la commande directe du couple (DTC) classique en premier temps et par la commande directe du couple (DTC-SVM). En général, la commande directe du couple (DTC-SVM-ANN) présente de nombreux avantages par rapport aux autres commandes, où elle offre un découplage entre le flux et le couple électromagnétique et une bonne robustesse contre les variations paramétriques de la machine. Des simulations sont effectuées pour valider chacune des deux commandes.

DIAGNOSTIC DES DEFAUTS D'UN ENTRAINEMENT ELECTRIQUE COMPOSE D'UN ONDULEUR DE TENSION ET UN MOTEUR A CAGE

De nombreux travaux ont étudié la détection et le diagnostic des défauts de court-circuit dans les machines électriques en se basant sur differents modèles (le modèle triphasé abc, Modèle de Park….), vu leur hypothèses simplificatrices et les conditions d’utilisation de chaque modèle par rapport au défaut statorique (court-circuit). Nous proposons dans ce travail de thèse l’utilisation du modèle de Xchange, car les paramètres intervenant dans ce modèle sont calculables en ligne ainsi que les paramètres électriques ne dépendent pas de la position relative entre le stator et le rotor. Dans ce travail, deux techniques de traitement des signaux sont employées pour le diagnostic des défauts de court-circuit. La premiere est basée sur l'analyse spectrale (la transformée de Fourier rapide) utilisant les composantes spectrales de courant statorique dans l’état sain et l’état en courtcircuit en régime permanent (régime satitionnaire). Tandis que la deuxième est basée sur la transformée en ondelettes discrète considérée comme un outil idéal en raison de son aptitude d'analyse des signaux (régime no-satitionnaire). Les tests ont été realiser par simulation numérique et les résultats obtenus montrent clairement la possibilité d'extraire les signatures pour détecter et localiser les défauts.

Diagnostic des défauts dans les machines tournantes par l'analyse vibratoire

Recherché les dommages et les défauts des engrenages en utilisant l’analyse vibratoire est un sujet d'une importance major, parce que les signaux de vibration des engrenages sont complexes et difficiles à comprendre. Un diagnostic de panne de boîte de vitesses basée sur l'analyse de Fourier de la vibration produite par des réducteurs de vitesse a montré ses limites en termes de résolution spectrale. Dans ce travail de thèse, une étude comparative de plusieurs méthodes de diagnostic des engrenages de boîte à vitesses de l'hélicoptère de la a été réalisée et les résultats ont montré que l'analyse cepstral est la technique la plus efficace pour détecter les défauts d'engrenages. Les bonnes performances de la technique d'analyse Cepstral sont comparés à ceux de l'analyse dans le domaine temporelle des d'ondes, la transformée de Fourier rapide (FFT), l’analyse de modulation d'amplitude, l’analyse cepstral et le diagnostic par la technique moyen synchrone. Les résultats sont mis en évidence sur la base des données réelles enregistrées lors d'un vol d'hélicoptère. Après l'analyse des résultats obtenus, on peut conclure que l'analyse Cepstral est une méthode efficace pour détecter les défauts dans les engrenages. L’objectif de l'utilisation de la moyenne géométrique est de pénaliser les fréquences des harmoniques presque nulles. Il est alors un indicateur de redondance fréquentielle.

L’auto-adaptivité du filtre actif aux variations de charge

Les travaux présentés dans cette thèse sont consacrés à la capacité d’adaptation du filtre actif à la variation de la charge non-linéaire raccordée au réseau électrique et son intégration dans les systèmes d’énergies renouvelables notamment l’énergie éolienne et photovoltaïque toute en assurant l’alimentation continue de la charge non-linéaire et la bonne qualité d’énergie électrique. Pour atteindre cet objectif, des nouvelles stratégies de contrôle ont été développées pour contrôler les filtres actifs à deux niveaux et PUC à sept niveaux et à la combinaison du contrôle sans capteur avec les commandes appliquées aux filtres actifs destinés pour le système éolien et photovoltaïque.Des techniques d’extraction de la puissance maximale de l’éolienne et du panneau photovoltaïque en temps réel ont été dévoilées. L’autoadaptivité du filtre actif à la variation de la charge a été testé en utilisant deux systèmes menés par des conditions de fonctionnement différentes. Le premier est une structure d’un filtre actif à 4 bras et le deuxième système est un convertisseur PUC. Les résultats obtenus pour le premier système démontrent bien l’adaptabilité et la robustesse de la stratégie de commande sous une tension de réseau fortement perturbée. Le THD des courants de réseau satisfait les normes de IEEE-519 sur la qualité d’énergie, la tension continue aux bornes du condensateur est maintenue constante soit égale à 500 V et le courant du réseau est équilibré qui s’explique par un courant du neutre nul. Les résultats des deuxièmes systèmes sont acceptable, les courants de source sont sinusoïdaux et en phase avec les tensions de réseau, des tensions aux bornes des condensateurs sont bien régulées et suivent leurs références, les sept niveaux sont obtenus et le THD du courant de source satisfait les normes de IEEE-519 sur la qualité d’énergie. La commande des convertisseurs statiques associée avec le contrôle sans capteur des deux systèmes (photovoltaïque et éolien) en utilisant l’algorithme du filtre de Kalman étendu a été présentée. Dans le premier système (photovoltaïque), l’estimation de la tension du bus continu du filtre actif en utilisant le filtre de Kalman étendu (EKF) a été développée et combinée avec la méthode des puissances instantanées p-q modifié afin de contrôler le filtre actif. Dans le deuxième système (éolien), la vitesse de rotation et la position du rotor de la génératrice synchrone à aimant permanent ainsi que la tension du bus continu ont été estimées à l’aide de l’algorithme de filtre de Kalman étendu. Les résultats obtenus dans les deux cas ont montré l'efficacité de la technique EKF pour estimer la tension du bus continu et la vitesse de rotation et la position de rotor de la GSAP.

Filtre actif parallèle des harmoniques de courant dans un réseau triphasé

L’utilisation intensive des convertisseurs de puissance comme redresseurs (charges non linéaires)génèrentdescourantsettensionsnonsinusoïdalesauniveaudelasourcealternative. Par conséquent la source d’alimentation sera riche en composantes harmoniques qui se propagent dans le réseau de distribution, augmentant ainsi les pertes, générant des erreurs de mesure, créant des interférences avec d’autre consommateurs, et causant des problèmes de compatibilité électromagnétique. Actuellement, le filtre actif de puissance a été largement utilisé, étudié et présenté comme solution pour éliminer les harmoniques du réseau d’alimentation. Le travail présenté dans cette thèse est focalisé sur l’élaboration des stratégies d’identification et de commande basées sur les techniques neuronales appliquées à un système de filtrage actif. Le but principal est d’obtenir une compensation parfaite en réalisant une bonne identification et extraction du courant harmonique pour améliorer les performances du filtre actif de puissance et éviter les conséquences due à la présence des perturbations générées par les charges non linéaires (redresseurs). Pour atteindre cet objectif une étude comparative d’identification et extraction du courant harmonique pour différentes techniques est réalisée par simulation et implémentation en temps réel. Les méthodes basée sur les réseaux de neurones de type ADALINE permettent d’estimer les composantes harmoniques individuellement et en ligne, par conséquent le filtre actif parallèle (FAP) peut réaliser une compensation sélective. En fin la logique floue et les réseaux de neurones ont été utilisé pour contrôler l’onduleur qui injecte les courants de référence élaborés dans le système d’alimentation. Les architectures développées sont validées par simulation et testes expérimentaux en implémentant les algorithmes dans une plateforme expérimentale équipée d’une carte dSPACE pour montrer l’efficacité et les capacités de chaque technique. Les résultats obtenusont démontrés que la vitesse etla précision d’ADALINE peut améliorer considérablement les performances des filtres actif de puissance

Modélisation, simulation et analyse expérimentale du capteur de vibration (accéléromètre)

Le modèle mathématique de l'accéléromètre est développé pour déterminer les équations du module de mouvement relatif et l'erreur de mesure en fonction du taux d’amortissement et du rapport de fréquence. Ces équations sont utilisées pour calculer le module de mouvement relatif et l'erreur de mesure, puis les essais sont effectués pour choisir le taux d’amortissement pour minimiser l'erreur de mesure à 1%. Le principal avantage du modèle développé est l'amélioration du taux d’amortissement et l’erreur de mesure de l'accéléromètre. A partir du modèle développé, la fréquence de mouvement relatif qui convient à l'accéléromètre pour éviter le cas de résonance doit être égale ou inférieure à 1/3 de la fréquence naturelle de l’accéléromètre. Par conséquent, pour améliorer le taux d’amortissement et la fréquence de mouvement relatif, l'erreur de mesure doit être réduite afin d'obtenir une valeur précise du module de mouvement relatif. Les testes réalisés par simulation et par expérimentation pour valider et confirmer le modèle développé ont prouvés que la précision de mesure et la fiabilité de l’accéléromètre ont été améliorés.

Contribution à l’étude du filtrage des harmoniques des réseaux de distribution à l’aide du filtre actif

Dans cette thèse nous exposons l’étude et la simulation d’un compensateur actif parallèle et série à deux et à trois niveaux, intercalées par des méthodologies de dimensionnement des différents composants passifs entrant en jeu. Les deux paramètres qui nécessitent un réglage rigoureux et précis pour obtenir une meilleure compensation sont la tension d’alimentation de l’onduleur (filtre actif) et le courant ou tension harmonique. Dans ce travail, les régulateurs à logique floue sont utilisés pour assurer la régulation de ces deux paramètres en vue d’en tirer les profits de leurs souplesses et de leurs dynamiques et éliminer ainsi les problèmes engendrés par les régulateurs conventionnels. Une bonne identification du courant harmonique et du courant réactif permis de réduire les harmoniques et la consommation de la puissance réactive au minimum possible. Les résultats obtenus par simulation montrent l’efficacité et les bonnes performances du filtre actif de puissance avec les régulateurs à logique floue, qui ont réduit la THD à une valeur très inférieure aux limites recommandées par les normes IEEE et le facteur de puissance très proche de l’unité. Ces résultats montrent aussi que la régulation du courant et de la tension harmonique est moins complexe et donne un temps de réponse très court.