Diagnostic des machines électriques par fusion d'informations

Diagnosis of electrical machines by information fusion

• Auteur / Autrice : Miftah Aldwiab Abubaker Irhoumah
• Direction : Raphaël Romary, Éric Lefèvre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Electrique
• Date : Soutenance le 25/03/2019
• Etablissement(s) : Artois
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Jury : Président / Présidente : Humberto Henao-Fernandez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Raphaël Romary, Éric Lefèvre, François Auger, Sana Jelassi, Remus Pusca
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Humberto Henao-Fernandez, François Auger

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théorie de Dempster-Shafer

Fusion, Méthode

Courts-circuits

Machines synchrones

Inspection

Machines asynchrones

Mots clés libres

Diagnostic de machines électriques

Défaut de court-circuit

Champ magnétique externe

Fusion d'informations

Théorie des fonctions de croyance

Résumé

L’objectif de cette thèse est de montrer l’apport de méthodes de fusion pour améliorer la détection de défauts de courts-circuits entre spires du bobinage statorique de machines asynchrones et synchrones avec une analyse du champ extérieur. Dans ces travaux, nous avons cherché à améliorer l’analyse des signaux fournis par plusieurs capteurs placés autour dela machine par l’utilisation de méthodes de fusion dans le cadre de la théorie des fonctions de croyance. La fusion s’effectue à deux niveaux, tout d’abord, sur des indicateurs extraits des variations des amplitudes des harmoniques sensibles mesurées par deux capteurs placés autour de la machine, à 180° l’un de l’autre, en fonction des variations de charge. Nous avons plus particulièrement exploité les informations «Sens de Variation d’Amplitude » (SVA) et «Rapport d’Amplitude» (RA) qui sont fusionnées entre eux. Nous avons également défini un coefficient de corrélation qui indique le niveau de corrélation entre les amplitudes mesurées par les deux capteurs lorsque la charge varie. Lorsque la machine estsaine le coefficient de corrélation est proche de 1 ; et il diminue lorsqu’un défaut apparait. L’autre niveau de fusion d’information se situe au niveau des capteurs positionnés autour de la machine sur une ceinture de capteurs. On sait en effet que la détection d’un défaut est plus efficace lorsque les capteurs sont placés dans l’axe de la bobine en défaut. La multiplication des capteurs permet d’augmenter les chances de détection du défaut, en utilisant le formalisme des fonctions de croyance pour modéliser le processus de fusion.

The objective of the thesis is to show the contribution of fusion methods to improve the detection of short-circuit faults between turns of the stator winding of asynchronous and synchronous machines with an analysis of the external field. In these works, we have sought to improve the analysis of signal delivered by several sensors placed around the machineby using fusion methods in the frame of Dempster-Shafer theory of belief functions. The fusion is carried out at two levels, first of all, on indicators extracted from the variations in the amplitudes of the sensitive harmonics measured by two sensors placed around the machine, at 180° from each other, according to the variations in load. In particular, we usedthe information "Amplitude Variation Direction" (AVD) and "Amplitude Ratio" (AR). We have also defined a correlation coefficient, which indicates the level of correlation between the amplitudes measured by both sensors when the load varies. When the machine is in a healthy state, the correlation coefficient is almost equal to 1 ; and it decreases when a faultoccurs. The other level of fusion lies at the level of the positions of the sensors placed around the machine on a sensor belt. Indeed, we know that the detection of a fault is more effective when the sensors are placed in the axis of the defective coil. The multiplication of sensors allows one to increase the chances of fault detection, by using the belief function formalismto model the fusion process.