Etude sur la détection et la localisation de défauts en temps réel dans les éléments de puissance d'une association convertisseur-machine

par Stéphane Catellani

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Gérard Champenois.

Soutenue en 1992

à Grenoble, INPG .

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  • Résumé

    Le but de ce travail est de realiser en temps reel la surveillance des convertisseurs statiques de puissance couples a des machines. On a retenu la detection et la localisation de defauts abrupts dans les elements de puisssance de ces convertisseurs. La methode employee consiste a comparer les variables d'etat du systeme a celles obtenues a l'aide de modeles paralleles de comportement. Ces modeles peuvent etre employes soit sous forme d'estimateurs (boucle ouverte), soit sous forme d'observateurs (boucle fermee). Dans les deux cas, les exigences de vitesse et de simplicite des modeles liees a une detection rapide des defauts temps reel amenent a l'emploi de modeles de representations moyens. Le diagnostic se deroule chronologiquement en plusieurs etapes: l'estimation des variables d'etat utilisees par le modele moyen parallele, l'elaboration des quantites de comparaison entre le modele et le systeme reel (residus), la logique de detection, la reconnaissance du type du defaut et la localisation du defaut. L'exemple de convertisseur retenu pour presenter cette methodologie de detection est un hacheur a quatre quadrants fonctionnant en double modulation en largeur d'impulsions muni de son alimentation. Les defauts analyses pour cette application sont de trois types: court-circuit de transistor, blocage de transistor et ouverture de diode. Une etude en simulation montre la validite du comportement des modeles moyens par rapport au procede reel. Cette etude se poursuit par la mise en place de modeles moyens sans defaut ou avec defaut associes a une logique de detection a seuils utilisant le calcul des residus en boucle ouverte. La validation est realisee sur un banc d'essai experimental qui prend en compte un defaut non destructif de type court-circuit. Le calcul en mode differe du modele est compare au fonctionnement du procede reel et fournit des residus dont les valeurs indiquent la presence ou l'absence de defauts

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