Contribution à la Surveillance et au Diagnostic des Défauts De la Machine Asynchrone
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Date
2016
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Abstract
De par sa robustesse et son adaptation actuellement aux entraînements électriques à vitesse
variable, le moteur à induction demeure le plus sollicité dans le milieu industriel. Cependant, dans
les chaînes de production où il exerce un rôle stratégique, le maintien de la continuité de son
fonctionnement non dégradé nécessite une attention particulière dans le cadre de sa surveillance,
car une panne peut à tout moment surgir et causer de grandes pertes. Ce travail s‟inscrit dans le
concept de la surveillance et du diagnostic des défauts auxquels sont soumis fréquemment les
entraînements électromécaniques asynchrones, à savoir, la machine asynchrone triphasée à rotor
en court circuit et le réducteur mécanique qui lui est directement lié. Notre contribution a pour
thématique la détection de la rupture de barres de la cage rotorique accompagnée de la cassure
d‟une portion de l‟anneau de court circuit, du déséquilibre mécanique (ou balourd), du
désalignement, de l‟usure des dents d‟engrenages et de certaines anomalies issues de leurs fusion.
Les défauts mécaniques pris en considération dans notre travail sont les plus agressives après
celles des roulements dont ils sont d‟ailleurs, la cause principale. Traditionnellement, pour
surveiller et diagnostiquer ces défaillances dans les applications électromécaniques, l‟analyse des
signaux vibratoires et sonores ont été les plus abordées. Cependant, l‟approche novatrice de notre
recherche offre une association de la MCSA des courants de la phase statorique et du neutre avec
l‟interprétation visuelle des motifs extraits de la représentation en 3D du carré des intensités des
courants phasiques. Comme les dégradations électriques et mécaniques précités surgissent
généralement en basse fréquence et peuvent se masquer l‟un l‟autre, l‟application simultanément
de deux techniques de traitement du courant statorique a été jugée nécessaire. L‟approche de
l‟analyse fréquentielle moyennant la transformée de Fourier (FFT) a été suppléée par une
technique de reconnaissance de forme en 3D afin de séparer la lecture des dégradations précitées
et d‟en identifier leur nature. La validation expérimentale a été réalisée sur deux moteurs à
induction dont l‟un de 270 Watts et l‟autre de 3 kW accouplé à un réducteur à trois paliers. Le
recours à cette panoplie de signatures fréquentielles et orbitales dont l‟obtention ne nécessite qu‟un
matériel simple et à faible coût, contribue à améliorer la fiabilité du diagnostic prédictif des
dégradations isolées et fusionnées à savoir la rupture de la cage rotorique , le déséquilibre
massique, le désaxement et la dégradation de la denture des engrenages. Les résultats satisfaisants
obtenus permettent sans ambigüité d‟anticiper l‟arrêt définitif du système et par conséquent,
programmer l‟arrêt indispensable sans perturber la production