Thème :
Détection des défauts mécaniques et électriques des convertisseurs d’énergie (A01L09UN230120180004)
Présentation :
L'exploitation des moteurs électrique est assujettie à plusieurs contraintes liées aux modes et à l'environnement dans lesquels les machines travaillent.
La détection des défauts que ce soit de nature mécanique ou électrique et ce avant leurs influences sur la sureté de fonctionnement nécessite des techniques modernes pour venir à bout du défaut sans qu'il y ait une incidence sur le fonctionnement du système.
Dans le but d'éviter des arrêts pendant l'exploitation des systèmes électromécaniques il est important de diagnostiquer l'apparition des défauts pour éviter à l'entreprise des arrêts qui lui couteront chers en termes de rentabilité.
Thème :
Etude comparative des méthodes d’identification et de régulation des courants harmoniques (code A01L07UN230120140064)
Présentation :
Les réseaux électriques sont des systèmes dynamiques complexes. Ils doivent faire face à des variations, parfois brusques, des tensions et des courants. Ces changements sont dus aux diverses perturbations causées par l’ensemble des charges non linéaires. Avec une utilisation croissante des convertisseurs statiques de puissance chez la plupart des utilisateurs, les réseaux électriques sont pollués par des courants harmoniques importants. Ces courants causent des effets néfastes sur le mode de fonctionnement normal du réseau ou des dispositifs raccordés, sans compter les pertes économiques engendrées. Donc, l’utilisation intensive des convertisseurs de puissance surtout les redresseurs (charges non linéaires) génère des courants et tensions non sinusoïdales au niveau de la source alternative. 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.
La solution proposée que nous proposions est l’utilisation du filtre actif qui s’adapte rapidement aux changements de la charge non linéaire. Une fois que la mise en place des processus d’analyse et de génération est établie, il est possible de supprimer sélectivement certains harmoniques afin de fournir un rendement maximum et des performances supérieures.
Notre travail sera focalisé sur l’élaboration des stratégies d’identification et de commande 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).
Le bon choix de la méthode d’identification des grandeurs de référence (courant de référence dans le cas d’un filtre actif parallèle, tension de référence dans le cas d’un filtre actif série), ainsi que de la technique de commande, est primordial afin que le filtre actif puisse remplir les tâches pour lesquelles il est destiné. Plusieurs algorithmes d’identification des grandeurs harmoniques de référence et de nombreuses techniques de commande et de régulation ont été développés depuis la mise en place des premiers filtres actifs.
Dans ce travail, une étude comparative d’identification et d’extraction du courant harmonique par deux techniques différentes sera réalisée par simulation et implémentation en temps réel.
Les différentes architectures développées seront validées par des simulations et des 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.
Méthodologies
Le bon choix de la méthode d’identification des grandeurs de référence (courant de référence dans le cas d’un filtre actif parallèle, tension de référence dans le cas d’un filtre actif série), ainsi que de la technique de commande, est primordial afin que le filtre actif puisse remplir les tâches pour lesquelles il est destiné.
Dans ce travail, une étude comparative d’identification et d’extraction du courant harmonique par différentes techniques sera réalisée par simulation et implémentation en temps réel à savoir :
La méthode de référence synchrone (synchronous reference (d-q-0) theory), la méthode des puissances instantanées (instantaneous real-reactive power (p-q) theory), la méthode instantanée modifiée (modified Instantaneous p-q) et les méthodes neuronales.
Les différentes architectures développées seront validées par des simulations et des 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.
Thème :
Filtrage hybride (passif parallèle -actif série) des harmoniques générés par un redresseur triphasé (code J 0201120070043)
Présentation :
The intensive use of power electronics equipment in different industrial applications produces harmonic distortion on the main sources. Therefore, connecting a filter is important to avoid damage and failure of all electrical equipments. Harmonic currents and voltages are non sinusoidal waveforms, generated by non-linear loads such as rectifiers and other power electronics devices and electrical equipments. Harmonic distortion is a form of pollution in electric power system that can causes various problems such as overheating of transformers, cables, motors, generators, which increase power losses, and reduces the life time of electrical equipments. Several harmonic filtering techniques have been developed to meet and satisfy the requirements imposed by the current harmonic standards IEEE 519-1992.
Among the methods related to the harmonic mitigation techniques the hybrid active filter. This technique is multiple of RLC circuits tuned filters around specific frequencies to mitigate these harmonics combined with series active power filter. Nevertheless, the passive power filter can only cancel a defined harmonic component, and can produce a resonant frequency witch disturb electrical power system, and damage electrical equipments. Conventional passive filter cannot follow dynamically the variation of nonlinear loads. The development in power electronics and in active filters are becoming increasingly important, because they do not cause resonance with the power system, and they also enable rapid dynamic responses to changing conditions. Since passive filter can be used to compensate the reactive power, after that the idea was the designing of a passive harmonic filter which suppresses the major harmonics frequencies, improving power factor and combining a shunt passive filter characteristics to avoid resonance phenomena.
The project is focalized on harmonic resonant effect in a power system. The objective is to develop and design a hybrid active filter to eliminate harmonic resonance in a power system. Furthermore, the study will be conducted using Matlab/Simulink for simulation tests to prove that hybrid filter can significantly improves damping harmonic resonance in a power system.
This project is related to the harmonic mitigation techniques using hybrid active filter as well as the conventional passive filter. A 6-pulse diode rectifier as a nonlinear load representing a source of harmonics generation is used. The hybrid active filter connection is in parallel to the load and near the point of the common coupling. This active filter is a passive filter connected in series with the active filter without the transformer.
An analysis and a design method of shunt passive filter to improve the power factor combined with the series active filter are presented as a solution to harmonic issue. The presented scheme is validated by computer simulation tests in Matlab Simulink environment. The results have showed that the proposed technique is an effective method to eliminate the harmonic currents and avoid resonance phenomena, with the best economical and technical solution.
Thème :
Prédiction et défaillances des moteurs asynchrones et synchrones (code J2301/01/01/06)
Présentation :
De nombreux travaux ont étudié la détection et le diagnostic des défauts mécaniques dans les machines électriques en se basant sur différents modèles selon leur hypothèses simplificatrices et les conditions d’utilisation de chaque modèle par rapport aux défauts mécaniques. Dans ce travail, deux techniques de traitement des signaux seront 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 court-circuit en régime permanent (régime stationnaire). 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-stationnaire). Les tests seront réaliser par simulation numérique et tests expérimentaux pour détecter et localiser les défauts mécaniques dans le moteur asynchrone.
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.
Thème :
Determination de la porosité, la fissuration et la granulométrie par les méthodes non destructives (code J2301/04/05/97)
Présentation :
Ce projet traite la caractérisation des roches par la méthode non destructive en utilisant les ultrasons. Les mesures de vitesse ultrasonore dans les roches sont souvent obtenues en transmettant des impulsions ultrasonores à travers L'échantillon. Cette mesure est facile, rapide, offre une facilité d’identification et d’estimation des paramètres acoustiques du roches susceptibles de fournir des informations sur son état de modification, sa taille et ses microfissures. Généralement, le diagnostic du signal est effectué sur son amplitude (facteur d'atténuation et / ou de qualité) ou sur le temps du signal lorsqu'il est transmis à travers la roche (pour la mesure de la vitesse de l'onde à l'intérieur du solide). Cette méthode, connue sous le nom d'analyse quantitative, ne donne pas assez d'informations et, dans certains cas, les résultats ne sont pas fiables. Le but de ce projet est de développer une méthode d’exploitation qualitative du signal ultrasonore. Ce travail est ensuite centré sur l'estimation spectrale par une modélisation paramétrique (AR) du système représentant le matériau (roche) à étudier. Ceci permet l'identification et l'estimation des spectres de puissance du système de manière récursive et adaptative. En fait, le signal acoustique non stationnaire et la localisation de différentes microfissures et pores présents dans le solide.
Thème :
Choix rationnel des paramètres du convoyeur à bande (code J2301/02/21/97)
Présentation :
Le projet traite les performances du facteur de traction du convoyeur à bande et son effet sur le fonctionnement du système. La relation entre les tensions à l'entrée et à la sortie de la tête motrice est exprimée par des équations mathématiques tenant compte des caractéristiques techniques de la courroie, de l'exploitation du convoyeur et des conditions d'installation. Le modèle développé peut être utilisé comme un outil pour contrôler la production et les limites d’élasticité de la courroie afin d’éviter le glissement entre la courroie et la poulie d’entraînement.
La simulation du processus de transmission de l'effort moteur à la courroie et son adhésion à la poulie d'entraînement permettent un contrôle parfait de la capacité du convoyeur et du facteur de traction. Cela permettra d'évaluer et d'estimer les réserves d'adhésion et de prévoir les risques de glissement. Cette approche permet une surveillance et un contrôle parfaits du convoyeur à bande et évite une usure excessive de la bande
Thème :
L'apport du traitement du signal dans la détermination des caractéristiques physique des roches (code J2301/02/07/93)
Présentation :
Dans ce projet, une nouvelle approche sur l’évaluation non destructive par signal ultrasonore est proposée. Ce travail est basé sur une analyse qualitative (méthode paramétrique) des caractéristiques acoustiques d'une roche par estimation spectrale autorégressive (AR) de signaux ultrasonores transmis à travers des matériaux (échantillons de roche). Les ondes longitudinales (P) sont choisies dans l'analyse expérimentale.
Thème :
Amélioration de la qualité de l'énergie par attenuation des harmoniques (Code J2301/02/05/04)
Présentation :
L’utilisation des charges non linéaire (convertisseurs statiques) dans les installations industrielles a entraîné de nombreux problèmes de perturbation sur les réseaux de distribution électriques. Aujourd’hui, la qualité du courant électrique ne cesse de se dégrader et devient très riche en harmoniques. Le redresseur triphasé est l’un des montages les plus répandus dans l’industrie injecte des courants sinusoïdaux dans le réseau d’alimentation. La circulation de ce s courants à travers les diverse impédances du réseau fait apparaître des tensions et courants harmoniques superposées à l’onde fondamentale que se soit du courant ou de tension . Ces harmonique ont un grand nombre d’effets néfastes au fonctionnement harmonieux du réseau.
L’amélioration de la qualité de l’énergie passe par l’amélioration de ces indices. Parmi les indices déterminant on trouve la forme sinusoïdale du courant et de la tension affecté par les harmoniques.
Thème :
Simulation et réalisation d’un filtre actif parallèle
Code J2301/02/03/99
Présentation :
L’utilisation des charges non linéaire (convertisseurs statiques) dans les installations industrielles a entraîné de nombreux problèmes de perturbation sur les réseaux de distribution électriques. Aujourd’hui, la qualité du courant électrique ne cesse de se dégrader et devient très riche en harmoniques. Le redresseur triphasé est l’un des montages les plus répandus dans l’industrie injecte des courants sinusoïdaux dans le réseau d’alimentation. La circulation de ce s courants à travers les diverse impédances du réseau fait apparaître des tensions et courants harmoniques superposées à l’onde fondamentale que se soit du courant ou de tension . Ces harmonique ont un grand nombre d’effets néfastes au fonctionnement harmonieux du réseau.
Pour faire face à ce problème, la solution classique qui est connue consiste en l’emploie des filtre passifs. Cette solution est la plus répandue et pratiquement la plus simple et la moins chère mais elle présente deux inconvénients majeurs. Le premier est lié au phénomène de résonance avec le réseau qui est à l’origine de l’amplification de tout harmonique à fréquence voisine de celle du réseau. Le deuxième inconvénient est la dépendance des performances du filtre passifs aux caractéristiques du réseau sur lequel est connecté.
Actuellement, plusieurs solution ont été proposées et installées sur site industriel de manière a compenser l’ensemble des harmonique et à rendre le réseau électrique de nouveau propre avec un courant sinusoïdal. Parmi les solutions de dépollutions les plus avancées, celle du filtrage actif parallèle qui permet de compenser les courant harmoniques. Cette solution utilise un onduleur de puissance qui injecte des courants harmonique en opposition de phase à ceux existant sur le réseau qui annulent les composantes harmoniques des charges non linéaires.
A l’heure actuelle, l’utilisation des transistors MOSFET, IGBT etc…, la maîtrise de leur mise en œuvre et l’existence de nouvelle méthodes de traitement numérique du signal préparent la voie d’un avenir beaucoup plus brillant pour le filtrage actif.
Dans ce contexte, cette équipe de recherche a été chargé de procéder à une étude approfondie des filtres actifs dont le but d’apporter une contribution au niveau de l’adaptation du filtre actif aux variations de la charge. Le travail concerne particulièrement la conception et l’étude par simulation d’un filtre actif parallèle à base d’un onduleur de tension destiné à compenser les courants harmoniques générées par une charge non linéaire (un pont triphasé commandé).