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CONTRIBUTION À L’AMÉLIORATION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE INJECTÉE AU RÉSEAU À PARTIR D’UN SYSTÈME PHOTOVOLTAIQUE / TERNIFI Zine Eddine Touhami
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Titre : CONTRIBUTION À L’AMÉLIORATION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE INJECTÉE AU RÉSEAU À PARTIR D’UN SYSTÈME PHOTOVOLTAIQUE Type de document : document électronique Auteurs : TERNIFI Zine Eddine Touhami, Auteur Année de publication : 2018-2019 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : systèmes PV micro-onduleur Boost MLI raccordé au réseau
PV systems micro-inverter Boost converter PWM grid-connected systemRésumé : Actuellement, l’utilisation du photovoltaïque (PV) pour la production d’énergie électrique figure parmi les thématiques majeures dans le domaine des énergies renouvelables, dont le challenge est d’apporter des solutions technologiques pour l’injection de cette énergie produite dans les réseaux de distribution avec une meilleur fiabilité, rendement et cout. Cependant, différentes architectures de gestion d’électricité sont proposées sur le marché et permettent d’améliorer de plus en plus la production énergétique d’origine PV. Dans ce contexte, nous proposons une méthodologie innovante basée sur la synthèse des différentes topologies des systèmes PV modulaires, dont le but est de permettre à terme le développement des aspects techniques associés à l’électronique de puissance. L’application récente de techniques de raccordement des systèmes PV à base de micro-onduleurs apportent des solutions technologiques novatrices et prometteuses en termes d’amélioration de la qualité d’énergie, avec une possibilité d’intégration dans les modules PV.
Lors de ce projet de thèse, nous avons mis en œuvre les critères de choix et de l’amélioration des différents étages de conversion. L’innovation consiste au développement d’une nouvelle topologie d’un micro-onduleur qui nous permet de relier un module PV au réseau.
Cette thèse rapporte tout d’abord une série de travaux orientés sur la simulation des différents circuits de convertisseurs statiques dédiés aux applications PV. Nous avons établi une liste de paramètres essentiels qui influent sur la qualité du signal pour chaque étage de conversion. Nous avons ensuite proposé une nouvelle topologie d’un micro-onduleur basé sur un convertisseur boost conventionnel.
Les résultats apportés par ce travail démontrent le bon fonctionnement de la topologie du micro-onduleur. De plus, démontrent également l'amélioration de la qualité du courant injecté au réseau.
Currently, the use of photovoltaic (PV) for the production of electrical energy is one of the major themes in the field of renewable energies, whose challenge is to provide technological solutions for the injection of this energy produced in the distribution networks with better reliability, efficiency and cost. However, different architectures of electricity management are proposed on the market and allow improving more and more the energy production of origin PV. In this context, we propose an innovative methodology based on the synthesis of different topologies modular PV systems, with the aim of eventually allow the development of technical aspects associated with power electronics. The recent application of connection techniques for PV systems based on micro-inverters provides innovative and promising technological solutions in terms of improving the quality of energy, with the possibility of integration into PV modules.
During this thesis project, we implemented the criteria for choosing and improving the various conversion stages. The innovation is the development of a new topology of a micro-inverter that allows us to connect a PV module to the network.
This thesis initially reported a series of studies focused on the simulation of the various circuits of static converters dedicated to PV applications. We have established a list of critical parameters that affect the signal quality for each conversion stage. We then proposed a new topology of a Microinverter based on a conventional boost converter.
The results provided by this work demonstrate the proper functioning of the micro-inverter topology. In addition, also demonstrate the improvement of the quality of the current injected into the network.
Directeur de thèse : BACHIR Ghalem CONTRIBUTION À L’AMÉLIORATION DE L’ÉNERGIE ÉLECTRIQUE INJECTÉE AU RÉSEAU À PARTIR D’UN SYSTÈME PHOTOVOLTAIQUE [document électronique] / TERNIFI Zine Eddine Touhami, Auteur . - 2018-2019 . - + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : systèmes PV micro-onduleur Boost MLI raccordé au réseau
PV systems micro-inverter Boost converter PWM grid-connected systemRésumé : Actuellement, l’utilisation du photovoltaïque (PV) pour la production d’énergie électrique figure parmi les thématiques majeures dans le domaine des énergies renouvelables, dont le challenge est d’apporter des solutions technologiques pour l’injection de cette énergie produite dans les réseaux de distribution avec une meilleur fiabilité, rendement et cout. Cependant, différentes architectures de gestion d’électricité sont proposées sur le marché et permettent d’améliorer de plus en plus la production énergétique d’origine PV. Dans ce contexte, nous proposons une méthodologie innovante basée sur la synthèse des différentes topologies des systèmes PV modulaires, dont le but est de permettre à terme le développement des aspects techniques associés à l’électronique de puissance. L’application récente de techniques de raccordement des systèmes PV à base de micro-onduleurs apportent des solutions technologiques novatrices et prometteuses en termes d’amélioration de la qualité d’énergie, avec une possibilité d’intégration dans les modules PV.
Lors de ce projet de thèse, nous avons mis en œuvre les critères de choix et de l’amélioration des différents étages de conversion. L’innovation consiste au développement d’une nouvelle topologie d’un micro-onduleur qui nous permet de relier un module PV au réseau.
Cette thèse rapporte tout d’abord une série de travaux orientés sur la simulation des différents circuits de convertisseurs statiques dédiés aux applications PV. Nous avons établi une liste de paramètres essentiels qui influent sur la qualité du signal pour chaque étage de conversion. Nous avons ensuite proposé une nouvelle topologie d’un micro-onduleur basé sur un convertisseur boost conventionnel.
Les résultats apportés par ce travail démontrent le bon fonctionnement de la topologie du micro-onduleur. De plus, démontrent également l'amélioration de la qualité du courant injecté au réseau.
Currently, the use of photovoltaic (PV) for the production of electrical energy is one of the major themes in the field of renewable energies, whose challenge is to provide technological solutions for the injection of this energy produced in the distribution networks with better reliability, efficiency and cost. However, different architectures of electricity management are proposed on the market and allow improving more and more the energy production of origin PV. In this context, we propose an innovative methodology based on the synthesis of different topologies modular PV systems, with the aim of eventually allow the development of technical aspects associated with power electronics. The recent application of connection techniques for PV systems based on micro-inverters provides innovative and promising technological solutions in terms of improving the quality of energy, with the possibility of integration into PV modules.
During this thesis project, we implemented the criteria for choosing and improving the various conversion stages. The innovation is the development of a new topology of a micro-inverter that allows us to connect a PV module to the network.
This thesis initially reported a series of studies focused on the simulation of the various circuits of static converters dedicated to PV applications. We have established a list of critical parameters that affect the signal quality for each conversion stage. We then proposed a new topology of a Microinverter based on a conventional boost converter.
The results provided by this work demonstrate the proper functioning of the micro-inverter topology. In addition, also demonstrate the improvement of the quality of the current injected into the network.
Directeur de thèse : BACHIR Ghalem Exemplaires
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 1641 02-10-536 Version numérique et papier Bibliothèque USTOMB Thèse de Doctorat Exclu du prêt Documents numériques
02-10-536.pdfAdobe Acrobat PDFEtude et Modélisation des Performances des Cellules Photovoltaïques à Multi Couches à Base des Semi-conducteurs Inorganiques. / DJAAFAR Fatiha
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Titre : Etude et Modélisation des Performances des Cellules Photovoltaïques à Multi Couches à Base des Semi-conducteurs Inorganiques. Type de document : document électronique Auteurs : DJAAFAR Fatiha, Auteur Année de publication : 2017-2018 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : Cellule solaire, hétérojonction, Jonction tunnel (JT), BSF, InGaP, GaAs, TcadSilvaco. Résumé : Les cellules solaires inorganiques à base des matériaux semi-conducteurs III-V sont largement utilisées grâce à leurs rendements élevées. Dans cette recherche de thèse, on vise à améliorer la performance de la cellule solaire à hétérojonction (double jonction) InGaP/ GaAs. Les deux sous cellules sont interconnectés par une jonction tunnel (JT) InGaP/InGaP et constituants des couches à la surface arrière (BSF) des matériaux InAlAsP et AlGaAs pour la cellule InGaP et la cellule GaAs respectivement. La simulation est faite après une optimisation, modélisation et le choix des matériaux utilisés et les épaisseurs des différentes couches constituantes la cellule solaire. Le choix des matériaux dont l’énergie de gap est décroissante permet l’absorption du spectre solaire dans sa quasi-totalité et l’optimisation des épaisseurs des couches (couches minces) permet un compromis entre la performance et le cout de la conception de la structure optimisée. La cellule solaire InGaP/GaAs avec des paramètres optimaux est illuminée par un spectre solaire AM1.5 à travers une couche fenêtre InAlAsP. L’extraction des paramètres courant de court-circuit (JSC), la tension à circuit ouvert (VOC), et le rendement (ɳ) sont fait en utilisant le logiciel TcadSilvaco. Directeur de thèse : BACHIR Ghalem Etude et Modélisation des Performances des Cellules Photovoltaïques à Multi Couches à Base des Semi-conducteurs Inorganiques. [document électronique] / DJAAFAR Fatiha, Auteur . - 2017-2018 . - + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : Cellule solaire, hétérojonction, Jonction tunnel (JT), BSF, InGaP, GaAs, TcadSilvaco. Résumé : Les cellules solaires inorganiques à base des matériaux semi-conducteurs III-V sont largement utilisées grâce à leurs rendements élevées. Dans cette recherche de thèse, on vise à améliorer la performance de la cellule solaire à hétérojonction (double jonction) InGaP/ GaAs. Les deux sous cellules sont interconnectés par une jonction tunnel (JT) InGaP/InGaP et constituants des couches à la surface arrière (BSF) des matériaux InAlAsP et AlGaAs pour la cellule InGaP et la cellule GaAs respectivement. La simulation est faite après une optimisation, modélisation et le choix des matériaux utilisés et les épaisseurs des différentes couches constituantes la cellule solaire. Le choix des matériaux dont l’énergie de gap est décroissante permet l’absorption du spectre solaire dans sa quasi-totalité et l’optimisation des épaisseurs des couches (couches minces) permet un compromis entre la performance et le cout de la conception de la structure optimisée. La cellule solaire InGaP/GaAs avec des paramètres optimaux est illuminée par un spectre solaire AM1.5 à travers une couche fenêtre InAlAsP. L’extraction des paramètres courant de court-circuit (JSC), la tension à circuit ouvert (VOC), et le rendement (ɳ) sont fait en utilisant le logiciel TcadSilvaco. Directeur de thèse : BACHIR Ghalem Exemplaires
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 1603 02-10-524 Version numérique et papier Bibliothèque USTOMB Thèse de Doctorat Exclu du prêt Documents numériques
02-10-524.pdfAdobe Acrobat PDFImplémenta on d’ou l d’intelligence ar ficielle pour l’améliora- on des performances de l’étage de conversion photovoltaïque / ATIK Lotfi
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Titre : Implémenta on d’ou l d’intelligence ar ficielle pour l’améliora- on des performances de l’étage de conversion photovoltaïque Type de document : texte imprimé Auteurs : ATIK Lotfi, Auteur Année de publication : 2022-2023 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : Photovoltaïque (PV), logique floue MPPT, convertisseur DC-DC Double Boost, rapport cyclique, PWM. Résumé : The purpose of this paper is to develop and optimize the architecture of double Boost DC-DC converter dedicated to photovoltaic (PV) sources. The proposed system has consolidated the relation between different ranges of PV panels and DC loads. A very significant contribution proposes an innovative conversion structure aimed to achieve high efficiency, easy control, high reliability and low cost design. Since a control method of the best performance under any condition is always required, a fuzzy logic method has been chosen for this study to optimize energy transmission from the PV panel to the DC load. The experimental results confirm the reliability of this contribution, with an efficiency of 98, 20%.
L'objectif de cette contribution est de développer et d'optimiser l'architecture d'un convertisseur DC-DC double Boost dédié aux sources photovoltaïques (PV). Le système proposé a consolidé la relation entre les différentes gammes de panneaux PV et les charges DC. Une contribution très significative propose une structure de conversion innovante visant à obtenir un rendement élevé, un contrôle facile, une grande fiabilité et une conception à faible coût. Étant donné qu'une méthode de contrôle des meilleures performances dans toutes les conditions est toujours requise, une méthode de logique floue a été choisie pour cette étude afin d'optimiser la transmission d'énergie du panneau PV à la charge DC. Les résultats expérimentaux confirment la fiabilité de cette contribution, avec une efficacité de 98,20%.
Directeur de thèse : BACHIR Ghalem Implémenta on d’ou l d’intelligence ar ficielle pour l’améliora- on des performances de l’étage de conversion photovoltaïque [texte imprimé] / ATIK Lotfi, Auteur . - 2022-2023 . - + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : Photovoltaïque (PV), logique floue MPPT, convertisseur DC-DC Double Boost, rapport cyclique, PWM. Résumé : The purpose of this paper is to develop and optimize the architecture of double Boost DC-DC converter dedicated to photovoltaic (PV) sources. The proposed system has consolidated the relation between different ranges of PV panels and DC loads. A very significant contribution proposes an innovative conversion structure aimed to achieve high efficiency, easy control, high reliability and low cost design. Since a control method of the best performance under any condition is always required, a fuzzy logic method has been chosen for this study to optimize energy transmission from the PV panel to the DC load. The experimental results confirm the reliability of this contribution, with an efficiency of 98, 20%.
L'objectif de cette contribution est de développer et d'optimiser l'architecture d'un convertisseur DC-DC double Boost dédié aux sources photovoltaïques (PV). Le système proposé a consolidé la relation entre les différentes gammes de panneaux PV et les charges DC. Une contribution très significative propose une structure de conversion innovante visant à obtenir un rendement élevé, un contrôle facile, une grande fiabilité et une conception à faible coût. Étant donné qu'une méthode de contrôle des meilleures performances dans toutes les conditions est toujours requise, une méthode de logique floue a été choisie pour cette étude afin d'optimiser la transmission d'énergie du panneau PV à la charge DC. Les résultats expérimentaux confirment la fiabilité de cette contribution, avec une efficacité de 98,20%.
Directeur de thèse : BACHIR Ghalem Exemplaires
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 9039 02-10-621 Version numérique et papier Bibliothèque USTOMB Thèse de Doctorat Exclu du prêt Documents numériques
02-10-621.pdfAdobe Acrobat PDFModélisation d’un composant passif par des méthodes non conventionnelles Application : Inductances classiques et Inductances à largeur variable / KHARBOUCH Hayet
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Titre : Modélisation d’un composant passif par des méthodes non conventionnelles Application : Inductances classiques et Inductances à largeur variable Type de document : document électronique Auteurs : KHARBOUCH Hayet, Auteur Année de publication : 21-12-2017 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : Intégration, Kapton, bobine planaire, micro convertisseur, dimensionnements, paramètres technologiques, substrat en ferrite
Integration, Kapton, a planar coil, micro converter, dimensioning, technological parameters, ferrite substrateRésumé : Dans ce travail, nous nous sommes intéressés essentiellement à la conception et à la fabrication de bobines planaires standards (largeur de spire constante) et de bobines à largeur de spire variable avec le rayon, avec et sans circuit magnétique, pour les topologies circulaire, hexagonale et carrée. Pour le dimensionnement des bobines non standards, nous avons utilisé une méthode non conventionnelle qui consiste à diminuer la largeur du conducteur dans le but de réduire la capacité parasite dans l’inter-spires.
L’élaboration d’un modèle physique qui prend en compte le circuit magnétique, a permis de voir l’influence des paramètres électriques de ces bobines sur le comportement de l’inductance et sur le facteur de qualité qui constitue un indicateur de performance de la bobine intégrée. Les simulations ont été effectuées sous Matlab. Les différentes simulations magnétodynamiques 3D, à l’aide du logiciel Comsol nous ont permis d’analyser et d’évaluer l'impact de la variation de la largeur du conducteur sur les propriétés électriques des bobines de différentes topologies. La simulation du fonctionnement d’un micro-convertisseur contenant successivement une inductance standard et à largeur variable a permis de valider leurs dimensionnements.
La réalisation et la caractérisation des deux types de bobines pour les deux configurations suivantes: sans circuit magnétique, (uniquement sur le Kapton) et avec circuit magnétique, (sur le Kapton et ferrite), pour les topologies circulaire, hexagonale, et carrée retenues. Notons que chaque type de bobines, occupe la même surface du substrat. Les différentes étapes de mise en œuvre et caractérisation, que nous avons effectuées, l’ont été dans le laboratoire Laplace-Toulouse.
In this work, we focused on the design and manufacture of standard planar coils (constant coil width) and coils with variable coil width with radius, with and without a magnetic circuit, for circular, hexagonal topologies and square. For the dimensioning of non-standard coils, we used an unconventional method which consists in reducing the width of the conductor in order to reduce the parasitic capacitance in the inter-turns.
The development of a physical model that takes into account the magnetic circuit has made it possible to see the influence of the electrical parameters of these coils on the behaviour of the inductor and on the quality factor which constitutes an indicator of the performance of the integrated coil. The simulations were carried out under Matlab. The various 3D magnetodynamics simulations using the Comsol software allowed us to analyze and evaluate the impact of the variation of the width of the conductor on the electrical properties of the coils of different topologies. The simulation of the operation of a micro-converter successively containing a standard inductance and of variable width allowed to validate their dimensions.
The realization and characterization of the two types of coils for the following two configurations: without a magnetic circuit, (on the Kapton only) and with magnetic circuit (on the Kapton and ferrite) for the circular, hexagonal and square topologies retained. Note that each type of coil occupies the same surface of the substrate. The different stages of implementation and characterization, which we have carried out, have been carried out in the Laplace-Toulouse laboratory.
Directeur de thèse : HAMID Azzedine Modélisation d’un composant passif par des méthodes non conventionnelles Application : Inductances classiques et Inductances à largeur variable [document électronique] / KHARBOUCH Hayet, Auteur . - 21-12-2017 . - + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : Intégration, Kapton, bobine planaire, micro convertisseur, dimensionnements, paramètres technologiques, substrat en ferrite
Integration, Kapton, a planar coil, micro converter, dimensioning, technological parameters, ferrite substrateRésumé : Dans ce travail, nous nous sommes intéressés essentiellement à la conception et à la fabrication de bobines planaires standards (largeur de spire constante) et de bobines à largeur de spire variable avec le rayon, avec et sans circuit magnétique, pour les topologies circulaire, hexagonale et carrée. Pour le dimensionnement des bobines non standards, nous avons utilisé une méthode non conventionnelle qui consiste à diminuer la largeur du conducteur dans le but de réduire la capacité parasite dans l’inter-spires.
L’élaboration d’un modèle physique qui prend en compte le circuit magnétique, a permis de voir l’influence des paramètres électriques de ces bobines sur le comportement de l’inductance et sur le facteur de qualité qui constitue un indicateur de performance de la bobine intégrée. Les simulations ont été effectuées sous Matlab. Les différentes simulations magnétodynamiques 3D, à l’aide du logiciel Comsol nous ont permis d’analyser et d’évaluer l'impact de la variation de la largeur du conducteur sur les propriétés électriques des bobines de différentes topologies. La simulation du fonctionnement d’un micro-convertisseur contenant successivement une inductance standard et à largeur variable a permis de valider leurs dimensionnements.
La réalisation et la caractérisation des deux types de bobines pour les deux configurations suivantes: sans circuit magnétique, (uniquement sur le Kapton) et avec circuit magnétique, (sur le Kapton et ferrite), pour les topologies circulaire, hexagonale, et carrée retenues. Notons que chaque type de bobines, occupe la même surface du substrat. Les différentes étapes de mise en œuvre et caractérisation, que nous avons effectuées, l’ont été dans le laboratoire Laplace-Toulouse.
In this work, we focused on the design and manufacture of standard planar coils (constant coil width) and coils with variable coil width with radius, with and without a magnetic circuit, for circular, hexagonal topologies and square. For the dimensioning of non-standard coils, we used an unconventional method which consists in reducing the width of the conductor in order to reduce the parasitic capacitance in the inter-turns.
The development of a physical model that takes into account the magnetic circuit has made it possible to see the influence of the electrical parameters of these coils on the behaviour of the inductor and on the quality factor which constitutes an indicator of the performance of the integrated coil. The simulations were carried out under Matlab. The various 3D magnetodynamics simulations using the Comsol software allowed us to analyze and evaluate the impact of the variation of the width of the conductor on the electrical properties of the coils of different topologies. The simulation of the operation of a micro-converter successively containing a standard inductance and of variable width allowed to validate their dimensions.
The realization and characterization of the two types of coils for the following two configurations: without a magnetic circuit, (on the Kapton only) and with magnetic circuit (on the Kapton and ferrite) for the circular, hexagonal and square topologies retained. Note that each type of coil occupies the same surface of the substrate. The different stages of implementation and characterization, which we have carried out, have been carried out in the Laplace-Toulouse laboratory.
Directeur de thèse : HAMID Azzedine Exemplaires
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 3688 02-10-504 Version numérique et papier Bibliothèque USTOMB Thèse de Doctorat Exclu du prêt Documents numériques
Modélisation d’un composant passif par des méthodes non conventionnelles Application : Inductances classiques et Inductances à largeur variableAdobe Acrobat PDFSuivi de la sévérité des défauts de roulements d’un moteur asynchrone alimenté par onduleur / KHODJA Mohammed-El-Amine
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Titre : Suivi de la sévérité des défauts de roulements d’un moteur asynchrone alimenté par onduleur Type de document : document électronique Auteurs : KHODJA Mohammed-El-Amine, Auteur Année de publication : 2019-2020 Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : Diagnosis Bearing PWM inverter Induction Motor Stator Current Spectral Analysis Kurtogram Blödt, Kaiser STFT.
Diagnostic Roulement Onduleur Moteur Asynchrone Courant statorique Analyse spectrale Blödt Kurtogram Kaiser STFTRésumé : Electric motors bearings failure is a very important problem in the industrial applications because
statistically it is the most recurring fault and which directly influences the productivity and safety of operators. For
this reason, several methods have been developed to detect its presence as soon as it appears in order to prevent
the motor from shutdown. Unfortunately, bearing faults diagnosis is very problematic, especially if the machine is
supplied by an inverter. The aim of this thesis is therefore to develop new reliable approaches allowing the
diagnosis of bearings faults of a squirrel cage induction motor associated to a variable speed drive.
To this end, three different techniques, using the stator currents analysis, are developed in this work. The
first technique is based on the improvement of the classic Periodogram method using the Kaiser window. A
mathematical relation is proposed to calculate the most adequate shape factor of this window for a reliable
diagnosis of incipient faults. The second technique improves the Kurtogram technique using the wavelet packet
transform as an algorithm to reduce computation time. In addition, the results obtained by this technique are
presented in an easy-to-read spectral plot. Finally, the third and last technique is based on the association of the
conventional STFT (Short Time Fourier Transform) method with a new algorithm called MLA (Maxima Location
Algorithm). This association makes it possible to follow the evolution of the frequency components of the signal
as a function of time. The main advantage of both last techniques is their ability of fault diagnosis even at variable
speed.
Finally, note that a robust mathematical model based on the work of Blödt is developed in this thesis, to
verify the performance of these three new techniques. These performances are also verified based on several
experimental tests.
La défaillance des roulements des moteurs électriques est un problème très préoccupant dans le secteur
industriel car statistiquement, c’est le défaut le plus récurrent et qui influe directement sur la productivité et la
sécurité des opérateurs. Pour cette raison, plusieurs méthodes ont été développées pour détecter sa présence dès
son apparition afin d’éviter l’arrêt total du moteur. Malheureusement, le diagnostic des défauts des roulements est
très problématique surtout si la machine est alimentée par un onduleur. Le but de cette thèse est donc de développer
de nouvelles approches fiables permettant le diagnostic des défauts affectant les roulements d’un moteur
asynchrone à cage d’écureuil alimenté par un variateur de vitesse.
A cet effet, trois techniques différentes, utilisant l’analyse des courants statoriques, sont développées dans ce
travail. La première technique est basée sur l’amélioration de la méthode classique du Périodogramme en utilisant
la fenêtre de Kaiser. Une relation mathématique est proposée pour calculer le facteur de forme de cette fenêtre le
plus adéquat pour un diagnostic fiable des défauts naissants. La deuxième technique consiste à améliorer la
technique du Kurtogram en utilisant la transformée en paquet d’ondelette comme algorithme de calcul pour réduire
le temps de calcul. De plus, les résultats obtenus par cette technique sont présentés sous forme d’un tracé spectrale
simple à lire. Enfin la troisième et dernière technique, est basée sur l’association de la méthode classique de la
STFT avec nouvel algorithme nommé MLA (Maxima Location Algorithm). Cette association permet de suivre
l’évolution des composantes fréquentielles du signal en fonction du temps. Le principal avantage de ces deux
dernières techniques est leur capacité à diagnostiquer le moteur même si sa vitesse est variable.
A noter enfin, qu’un modèle mathématique robuste basé sur les travaux de Blödt est développé dans cette thèse,
pour vérifier les performances de ces trois nouvelles techniques. Ces performances sont aussi vérifiées sur la base
de plusieurs essais expérimentaux.
Directeur de thèse : BOUDINAR Ahmed Hamida Suivi de la sévérité des défauts de roulements d’un moteur asynchrone alimenté par onduleur [document électronique] / KHODJA Mohammed-El-Amine, Auteur . - 2019-2020 . - + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : Electrotechnique:Electrotechnique des systèmes photovoltaiques Mots-clés : Diagnosis Bearing PWM inverter Induction Motor Stator Current Spectral Analysis Kurtogram Blödt, Kaiser STFT.
Diagnostic Roulement Onduleur Moteur Asynchrone Courant statorique Analyse spectrale Blödt Kurtogram Kaiser STFTRésumé : Electric motors bearings failure is a very important problem in the industrial applications because
statistically it is the most recurring fault and which directly influences the productivity and safety of operators. For
this reason, several methods have been developed to detect its presence as soon as it appears in order to prevent
the motor from shutdown. Unfortunately, bearing faults diagnosis is very problematic, especially if the machine is
supplied by an inverter. The aim of this thesis is therefore to develop new reliable approaches allowing the
diagnosis of bearings faults of a squirrel cage induction motor associated to a variable speed drive.
To this end, three different techniques, using the stator currents analysis, are developed in this work. The
first technique is based on the improvement of the classic Periodogram method using the Kaiser window. A
mathematical relation is proposed to calculate the most adequate shape factor of this window for a reliable
diagnosis of incipient faults. The second technique improves the Kurtogram technique using the wavelet packet
transform as an algorithm to reduce computation time. In addition, the results obtained by this technique are
presented in an easy-to-read spectral plot. Finally, the third and last technique is based on the association of the
conventional STFT (Short Time Fourier Transform) method with a new algorithm called MLA (Maxima Location
Algorithm). This association makes it possible to follow the evolution of the frequency components of the signal
as a function of time. The main advantage of both last techniques is their ability of fault diagnosis even at variable
speed.
Finally, note that a robust mathematical model based on the work of Blödt is developed in this thesis, to
verify the performance of these three new techniques. These performances are also verified based on several
experimental tests.
La défaillance des roulements des moteurs électriques est un problème très préoccupant dans le secteur
industriel car statistiquement, c’est le défaut le plus récurrent et qui influe directement sur la productivité et la
sécurité des opérateurs. Pour cette raison, plusieurs méthodes ont été développées pour détecter sa présence dès
son apparition afin d’éviter l’arrêt total du moteur. Malheureusement, le diagnostic des défauts des roulements est
très problématique surtout si la machine est alimentée par un onduleur. Le but de cette thèse est donc de développer
de nouvelles approches fiables permettant le diagnostic des défauts affectant les roulements d’un moteur
asynchrone à cage d’écureuil alimenté par un variateur de vitesse.
A cet effet, trois techniques différentes, utilisant l’analyse des courants statoriques, sont développées dans ce
travail. La première technique est basée sur l’amélioration de la méthode classique du Périodogramme en utilisant
la fenêtre de Kaiser. Une relation mathématique est proposée pour calculer le facteur de forme de cette fenêtre le
plus adéquat pour un diagnostic fiable des défauts naissants. La deuxième technique consiste à améliorer la
technique du Kurtogram en utilisant la transformée en paquet d’ondelette comme algorithme de calcul pour réduire
le temps de calcul. De plus, les résultats obtenus par cette technique sont présentés sous forme d’un tracé spectrale
simple à lire. Enfin la troisième et dernière technique, est basée sur l’association de la méthode classique de la
STFT avec nouvel algorithme nommé MLA (Maxima Location Algorithm). Cette association permet de suivre
l’évolution des composantes fréquentielles du signal en fonction du temps. Le principal avantage de ces deux
dernières techniques est leur capacité à diagnostiquer le moteur même si sa vitesse est variable.
A noter enfin, qu’un modèle mathématique robuste basé sur les travaux de Blödt est développé dans cette thèse,
pour vérifier les performances de ces trois nouvelles techniques. Ces performances sont aussi vérifiées sur la base
de plusieurs essais expérimentaux.
Directeur de thèse : BOUDINAR Ahmed Hamida Exemplaires
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 1765 02-10-570 Version numérique et papier Bibliothèque USTOMB Thèse de Doctorat Exclu du prêt Documents numériques
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