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Soutenance de Ali OUANAS

République Algérienne Démocratique Et Populaire

Ministère De L’enseignement Supérieur Et De La Recherche Scientifique

Université 20 août 1955- Skikda

Faculté De Technologie

Département de Génie Electrique 

 

Thèse présentée par Ali OUANAS en vue de l’obtention du diplôme de Doctorat en Electrotechnique appliquée

Thème: Détection et Diagnostic des Systèmes à Energie Renouvelable application :" Eolienne "

 

Soutenue publiquement le  **/**/****

Devant le jury composé de :

Mr.BOUKADOUMAhcenProfesseurUniversité de SkikdaPrésident

Mr .MEDOUED  AmmarProfessuerUniversité de SkikdaRapporteur

Mr. LEBAROUD AbdesslemProfessuerENP Constantine 3                 Co-Encadreur

Mr.BOUDEBOUZ Omar           MCA                 Université de SkikdaExaminateur

Mr.MEHASNIRabia           Professeur         Université Constantine 1     Examinateur

الملخص

على مدى السنوات العشرين الماضية، نمت طاقة الرياح بسرعة مع القدرة الإجمالية المقدرة لحوالي 344 جيجاوات في
عام 5102 . وقد وفرت طاقة الرياح أكبر قدر من الكهرباء مقارنة بالطاقات المتجددة الأخرى وهي تمثل نصف النمو
عالم الكهرباء. إن التحدي المتمثل في جعل هذه الطاقة قادرة على المنافسة مع المصادر التقليدية الأخرى هو تقليل تكاليف
الصيانة للأعطال غير المتوقع لمكونات تور بينات الرياح
. من خلال استعراض الأبحاث حول موضوع تشخيص وعيوب أنظمة الرياح. وجهنا عملنا، فيما يتعلق بالجزء الأول من
أطروحتنا في هذه الحالة التشخيص، نحو الكشف عن ترس علبة التروس، وعيوب المحامل، وعيوب عدم الاتزان في
مراحل الجزء الثابت والعيوب في كسر القضبان محرك الحث الدوار المستخدم في التكوين الكهربائي لآلية نظام ياو . تحقيقا لهذه الغاية، قمنا بدراسة البيانات النظرية لإشارة الاهتزاز لعلبة صندوق التروس لتوربين الرياح من 4 MW )صحية ومع وجود عيب( لتحديد التدفق الطيفي ومكون التردد الذي يولده العيب. وقد أظهر الجانب الطيفي للخلل الحقيقي
وجود عدد كبير من النطاقات الجانبية التي تواجه الكشف. تم تقديم تقنية بديلة للتغلب على مشاكل استخدام إشارة الاهتزاز.
نتائج هذا النهج للكشف والتصنيف مرضية للغاية
. آلية ياو مهمة جدا في سلسلة تحويل طاقة الرياح إلى كهرباء، هي دور وتحافظ على التور بينات تواجه الرياح. يتم
استغلال التكوين الكهربائي الذي يستخدم محرك الحث على نطاق واسع. إن تقنيات الكشف عن أنواع مختلفة من العيوب
التي يمكن أن تؤثر على تشغيل هذه الآلية تستجيب لمختلف الصعوبات والقيود التي تمت مواجهتها أثناء التشخيص، مثل
مستوى الشحنة واضطرابات مصدر الطاقة. من ناحية أخرى، تنطبق هذه التقنية على الإشارات المختلفة المستخدمة في
التشخيص مثل الإشارة الحالية والاهتزاز .

الكلمات الرئيسية
التشخيص، فشل ترس، تور بينات الرياح ، الصيانة ، مراقبة الحالة ، آلية الحث. آلية اليو

 

 

ABSTRACT

 

Over the last twenty years, global wind capacity has grown rapidly with an estimated overall capacity of approximately 433 gigawatts in 2015.Wind energy has provided the most electricity compared to other renewable energy is it accounts for half of global electricity growth.The challenge of making this energy competitive with other conventional sources is to reduce the maintenance costs of unexpected breakdowns of wind turbine components.
Through a rich review of the literature on the topic of diagnosis and faults of wind systems .We oriented our work, concerning the first part of our thesis in this case the diagnosis ,to the detection of gearbox failure, bearing faults, stator phase imbalance faults and broken bar fault of the induction motor used in the electrical configuration of the yaw mechanism.
In this context, we have studied the theoretical from of the vibration signal of the pinion gear of 3MW a wind turbine (healthy and with defect) to determine the spectral behavior of frequency componed generated by the defect .The spectral analysis of a real defect shows that there is a large number of side-bands that face detection. An alternative technique has been introduced to overcome the problems of using the vibration signal. The results of this approach concerning the detection and classification are very satisfactory.
The yaw mechanism occupies a great importance in the chain of conversion of wind energy into electricity. The main objective of this mechanism are to maintain turbine facing the wind. The electrical configuration that uses the induction motor is widely exploited. The techniques for detecting the different types of defect that can affect the functioning of this mechanism respond to the various difficulties and constraints encountered during the diagnosis. such as the load level and perturbation the power source. On the other hand, this technique is applicable for various signals used at diagnostics like current and vibration signal.
KEYWORDS
Diagnosis, pinion failure, wind turbine, maintenance, condition monitoring, induction machine. yaw mechanism.                                   

 

 

Résumé

Au cours des vingt dernières années, la capacité éolienne mondiale a augmenté rapidement avec une capacité globale estimée à environ 433 gigawatts en 2015.L'énergie éolienne a fourni le plus d’électricité par rapport aux autres énergies renouvelable set il représente la moitié de la croissance mondiale de l’électricité. Les enjeux pour rendre cette énergie compétitive aux autres sources classiques c’est de réduire les couts de maintenance des pannes inattendues des composants d'éoliennes.
A travers une revue riche de la littérature sur la thématique de diagnostic et des défauts des systèmes éoliens. Nous avons orienté notre travail, concernant la première partie de notre thèse en l’occurrence le diagnostic, vers la détection du défaut de pignon de la boite de vitesse, les défauts des roulements, les défauts déséquilibre des phases statoriques et les défauts cassures de barres rotoriques du moteur à induction utilisé dans la configuration électrique du système de yaw mécanisme.
A cette fin, nous avons étudié la frome théorique du signal de vibration du pignon de la boite de vitesse d’une éolienne de 3MW (sain et avec défaut) pour déterminer la forme spectrale et les composantes fréquentielle générées par le défaut. L’analyse spectrale d’un défaut real a montré qu’il y a un nombre important de bands latérales qui fait face à la détection. Une technique alternative a été introduite pour surmonter les problèmes de l’utilisation du signal de vibration. Les résultats de cette approche concernant la détection et la classification sont très satisfaisants.
Le yaw mécanisme occupe une très grande importance dans la chaine de conversion de l’énergie du vent en électricité, son rôle et de maintenir la nacelle face au vent. La configuration électrique qui utilise le moteur à induction est largement exploitée. Les techniques de détection des différent types de défaut qui peut nuire au fonctionnement de ce mécanisme répondent aux diverses difficultés et contraintes rencontrées lors du diagnostic, tels que le niveau de charge et les perturbations de la source d’alimentation. En revanche, cette technique est applicable pour les divers signaux utilisés aux diagnostics comme le signal de courant et de vibration.
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MOTS CLES
Diagnostic, défaut de pignon, éolienne, maintenance, surveillance de l’état, machine à induction, yaw mécanisme.

 

 

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