Condition Monitoring of Mechanical Faults in Variable Speed Induction Motor Drives - <br />Application of Stator Current Time-Frequency<br />Analysis and Parameter Estimation

• Main Author: Blödt, Martin
• Language: ENG
• Published: Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT 2006
• Subjects: [SPI:NRJ] Engineering Sciences/Electric power; Machine asynchrone; Surveillance et diagnostic; Défauts mécaniques; Excentricité; Oscillations de couple; Analyse temps-fréquence; Estimation paramétrique; Distribution de Wigner-Ville; Fréquence instantanée
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00105482; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/10/54/82/PDF/Thesis_M_Blodt.pdf

Ce travail de thèse traite de la détection et du diagnostic de défaillances mécaniques par analyse du courant statorique dans les entraînements électriques à base de machine asynchrone. Deux effets d'un défaut mécanique, des oscillations de couple et une excentricité d'entrefer, sont supposés. La modélisation par approche des ondes de forces magnétomotrices et de perméance conduit à deux modèles analytiques du signal courant. La conséquence des défauts est soit une modulation de phase, soit une modulation d'amplitude du signal courant statorique. Ces phénomènes sont détectés par une analyse spectrale en régime permanent, ou des méthodes temps fréquence en régime transitoire. Les méthodes étudiées sont la fréquence instantanée, le spectrogramme et la représentation de Wigner-Ville. L'estimation paramétrique d'indices de modulation a également été traitée. Des résultats de simulation et expérimentaux permettent de valider les signatures et d'extraire de façon automatique des indicateurs de défaut. De plus, une méthode permettant la distinction des oscillations de couple d'une excentricité dynamique est proposée. L'étude est complétée par une implémentation sur DSP des méthodes temps-fréquence afin de démontrer la faisabilité d'une surveillance en ligne.