Mise en œuvre d’une plateforme expérimentale logicielle d’aide au diagnostic des dispositifs électriques par la technique FRA .

(1)

N°

Ordre.../F.S.S.A/UAMOB/2020

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE

UNIVERSITE AKLI MO

Faculté des Sciences

GOUICHICHE MOHAMMED ELAMIN

En vue de l’obtention du diplôme de

Filière

Mise en œuvre d’une plateforme expérimentale

logicielle d’aide au diagnostic des dispositifs

électriques par la technique FRA .

Devant le jury composé de :

Lajouzi Samir

SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE AKLI MOHAND OULHADJ-BOUIRA

Faculté des Sciences et des Sciences Appliquées Département : Génie Electrique

Mémoire de fin d’étude

Présenté par :

GOUICHICHE MOHAMMED ELAMIN LAHGUI IMAD

En vue de l’obtention du diplôme deMasteren :

Filière :ELECTROTEQNIQUE

Option : Réseaux électrique

Thème :

œuvre d’une plateforme expérimentale

logicielle d’aide au diagnostic des dispositifs

électriques par la technique FRA .

MAA UAMOB

UIRA

œuvre d’une plateforme expérimentale

logicielle d’aide au diagnostic des dispositifs

électriques par la technique FRA .

(2)

Dédicace

Je vous remercie

« Dieu »

pour votre clémence et miséricorde, pour m’avoir donné la force et le

courage pour terminer ce travail

C’est avec une grande joie que je dédie ce modeste travail :

A mes très chers parents

Autant de phrases aussi expressives soient-elles ne sauraient montrer le degré d’amour et

d’affection que j’éprouve pour vous. Vous m’avez comblé avec votre tendresse et affection. Pour ma

mère décidée... j’aurais tant aimé que vous soyez présente. Que Dieu ait votre âme dans sa sainte

miséricorde. Pour mon père, puisse le tout puissant te donner une longue vie pleine de santé et

bonheur.

A mes très chers frères

Raouf

et

zaki.

Que Dieu, renforce notre fraternité. Que Dieu vous garde et vous protège

A mes enseignants et tous ceux qui ont participé de près ou de loin à la réalisation de ce travail

(3)

Dédicace

+,-./ا ن23-./ا ﷲ +56

‘’

ُه2َ; ْ.َ= 2ً?ِ/2َA َBَ3ْCَأ ْنَأَو ﱠيَHِ/اَو ٰJَKَCَو ﱠLَKَC َMْ3َNْOَأ LِPﱠ/ا َQَPَ3ْNِO َ.ُRْSَأ ْنَأ LِTْCِزْوَأ ﱢبَر

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)

15 ‘’ (

فﺎـﻘﺣﻻا ةرﻮﺳ

Je dédie ce travail à,

Mes très chers parents pour leurs soutient moral et financier et d’être la

lumière de ma vie, qui m’ont toujours encouragé pour terminer mes

études, en leur espérant une longue vie et que dieu les gardes.

A mes chers frères,sœurs et leurs enfants, source de joie

Et de bonheur

A toute ma famille de près ou de loin sans exception.

Sans oublier tous mes enseignants qui ont contribué à ma formation,

depuis le primaire à ce jour.

A toute mes amis surtout mon binôme et a tous qui m’ont aidé pour

réaliser ce mémoire.

(4)

Remerciement

"La connaissance est la seule chose qui s'accroit lorsqu'on la partage".

Avant tout, on remercie Dieu, le tout puissant, pour nous avoir donné la force

et la patience pour terminer ce travail.

On ne peut passer sans exprimer nos remerciements à Pr. Bensaid Samir et Dr.

Houassine Hamza, nos encadreurs, de nous avoir proposé et confié ce thème,

de leur patience, leurs directives et leurs conseils pour assurer le succès de ce

travail.

On tient à remercier fortement les membres du jury d’avoir accepté d’évaluer

ce modeste projet de fin d'études.

Une mention particulière àDr. Gouichiche Zaki pourson inestimable soutien et

ses conseils précieux.

On remercie également tous nos enseignants, nos amis et nos collègues.

Enfin, on tient à exprimer nos gratitudes éternelles à nos familles, parents,

frères, sœurs et tous par leur nom, leur patience et leur soutien illimité au cours

des moments difficiles de nos années universitaires…

(5)

Résumé

789: Jhi Mjو يأ _i اًH,kN= .lmأ Lھو ن2Ri Bm L[ ةدaqai r,s26.tR/ا تاودvاو تwxا Bli r,s26.tR/ا ةytqvا . {iو ،Q/ذ نb[ B}[ ه~ھ •,/2RP/ا .,[a=و ri€5/26 •KNP= ت€R}i J/إ يد‚Y نأ _R3Yو ƒTi .„i w .iأ r3…Ovا .

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Les dispositifs électriques telle que les machines et instruments électriques sont présents partout et ils sont plus complexes que jamais. Pourtant, les défaillances et les pannes de ces systèmes sont inévitables et peuvent entraîner des problèmes de sécurité et d’économies. La détection, le diagnostic et la localisation des défauts sont essentiels pour assurer la sûreté, la sécurité, l'intégrité et des performances optimales des systèmes.

Ce mémoire présente un outil d’aide au diagnostic de défauts à l’aide de la méthode d’Analyse de la Réponse en Fréquence FRA. Cet outil est constitué de deux parties : une partie soft qui est une plateforme (Interface graphique) réalisé sous GUI Matlab, et un instrument de mesure d’impédance LCRmètre 20Hz à 5Mhz complétement contrôlé à partir de la plateforme.

(6)

Abstract

Electrical devices such as electrical machines and instruments are everywhere and they are more complex than ever. However, failures of these systems are inevitable and can lead to safety issues and cost savings. Detection, diagnosis and localization of faults are essential to ensure the safety, security, integrity and optimal performance of systems.

This thesis presents a tool to aid in fault diagnosis using the FRA Frequency Response Analysis method. This tool is made up of two parts: a soft part, which is a platform (graphical interface), made under Matlab GUI, and a 20Hz to 5Mhz LCRmeter impedance measuring instrument completely controlled from the platform.

The tool can also effectively evolve over time by easily considering new types of tests or new information that may differ in diagnosis, thereby automatically improving future diagnoses.

Keyword: Electrical systems, Frequency analysis (FRA), diagnostics, Matlab,Instrument control, LCR meter,impedance measurement.

(7)

Sommaire

I

NTRODUCTION

G

ENERALE

...

XIII

Chapitre 01 ... 14

FRA

ET SES APPLICATION SUR LES SYSTEMES ELECTRIQUES

...14

1.1. Introduction ... 14

1.2. Définition de la technique FRA ... 14

1.3. Principe de la technique FRA ... 15

1.4. Les dispositifs électriques ... 16

1.4.1. Les transformateurs : ... 16

1.4.2. Les machines électriques : ... 19

1.4.3. Les PV ... 20

1.4.4. Le CND (Contrôle non destructif): ... 22

1.5. Quand faut-il faire un test FRA : ... 24

1.6. Conclusion : ... 24

Chapitre 02 ... 25

OUTILS DE CONCEPTION DE LA PLATEFORME

...25

2.2. LCR mètre ... 25

(8)

2.5. Conclusion ... 32

Chapitre 03 ... 34

P

RESENTATION DE LA PLATEFORME ET APPLICATION

...34

3.2.Schéma synoptique du fonctionnement de la plateforme... 35

3.3. Banc d’essai pour faire la communication ... 36

3.4. Banc d’essai pour le contrôle à l’aide d’une plateforme ... 36

3.5. La construction de la plateforme : ... 36

3.5.1. Banc d’essai des deux bobines ... 39

3.5.2. Types de testes réaliser ... 39

3.6. La plateforme ... 41

3.6.1. La connexion et la déconnection ... 42

3.6.2. Le choix des paramètres de test ... 43

3.6.3. Les résultats des mesures ... 44

3.6.4. Les résultats de l’identification des paramètres de modèle adopté : ... 45

3.6.5. La comparaison entre la mesure et l’estimation : ... 46

3.6.6. Autre ... 46

3.7. Des recherches pour les futures taches ... Erreur ! Signet non défini. 3.7.1. Modelé adopté pour l’enroulement de transformateur : ... 47

3.7.2. L’identification des paramètres de la 2eme bobine ... 48

3.8. Conclusion ... 49

C

ONCLUSION

G

ENERALE ET

P

ERSPECTIVE

...51

Annexe……… 54

(9)

Liste des figures

Figure 1-1 : Transformateurs triphasé à huile [14] ... 16

Figure 1-2 : Représentation d’un essai entre extrémités ouvert. [15] ... 17

Figure 1-3 : Représentation d’un essai entre extrémités en court-circuit. [15] ... 18

Figure 1-4 : Représentation d’un essai capacitif entre enroulements. [15] ... 18

Figure 1-5 : Représentation essai inductive entre enroulements. [17] ... 19

Figure 1-6 : Machine électrique. [22] ... 20

Figure 1-7 : AC Equivalent circuit.[30] ... 21

Figure 1-8 : DC Equivalent circuit.[30] ... 21

Figure 1-9 : Principe de la détection par les courants de Foucault. [32] ... 23

Figure 1-10 : principe de la détection par les courants de Foucault en présence d’une fissure [34] ... 24

Figure 2-1 : LCR mètre. [35]... 26

Figure 2-2 : communication avec un instrument. ... Erreur ! Signet non défini. Figure 2-3 : la fenêtre de la boite à outils de contrôle d’instruments. ... 27

Figure 2-4 : La connexion a un instrument. ... 28

Figure 2-5 : la connexion de LCR ( Remote ) ... 29

Figure 2-6 : pseudo code de la recherche ou la création de l'objet de port. ... 29

Figure 2-7 : plateforme pour tracer des fonctions. ... 31

Figure 2-8 : plateforme pour faire des modifications et de simple test. ... 32

(10)

Figure 3-6 : Banc d’essai pour la première bobine testée... 39

Figure 3-7 : Banc d’essai pour la deuxième bobine testée. ... 39

Figure 3-8 : Représentation d’une mesure en état sain et une mesure a défaut (circuit ouvert) ... 40

Figure 3-9 : Comparaison entre deux états d’une bobine (sain et défaut circuit ouvert). ... 40

Figure 3-10 : Représentation d’une mesure a défaut (Court-circuit). ... 41

Figure 3-11 : Comparaison entre deux états d’une bobine (sain et défaut court-circuit). ... 41

Figure 3-12 : Menu de la connexion dans la barre d’outils . ... 42

Figure 3-13 : L’indicateur de la connexion entre le pc et le LCR mètre. ... 43

Figure 3-14 : La constitution de l’onglet de choix de paramètre. ... 44

Figure 3-15 : une fenêtre pour les résultats de la simulation. ... 45

Figure 3-16 : fenêtre pour la modélisation. ... 45

Figure 3-17 : fenêtre de la comparaison des données. ... 46

Figure 3-18 : Le menu d’info dans la barre d’outils ... 47

Figure 3-19 : Schéma de modèle adopté. [13] ... 47

Figure 3-20 : Schéma de modèle adopté. ... 49

Figure 3-21 : première bobine ... 57

(11)

Liste des tableaux

Tableau 1-1 : Relation entre le circuit équivalent et anomalie ... 22 Tableau 3-1 : Caractéristique de la 1ére bobine ... 57 Tableau 3-2 : Caractéristique de la 2eme bobine. ... 58

(12)

Listes des Acronymes et Symboles

FRA SFRA RLC kHz BT HT PV AC DC Rs D C L CND LCR metre LCD RF GPIB PC GUI Z F dB Mij Cs Cg

Frequency Response Analysis

Sweep frequency response analysis

Circuit résistances, inductances, capacité

Kilo hertz Bas tension Haut tension Photo voltaïque Alternatif current Direct current Résistance série Diode Capacité Inductance

Contrôle non destructif

Appareil de mesure fréquentiel.

Liquid cristal display

Radio fréquence

General purpose interface bus

Personale computer

Graphical user interfaces

impédance fréquence décibel Inductance mutuelle Capacité série Capacité de terre

(13)

I

NTRODUCTION

G

ENERALE

En raison d'une demande croissante pour de meilleures performances ainsi que pour assurer la fiabilité et la sûreté de fonctionnement des systèmes électriques, le diagnostic, qui est défini comme étant un processus de détection et de localisation de défauts, est devenu une étape incontournable dans le domaine de la surveillance [1]. Le diagnostic d'un défaut, alors que le système est en cours de fonctionnement, permet d’éviter des arrêts imprévus et par la même occasion, réduit les coûts liés à la maintenance. En arrêt d’exploitation (hors ligne), l’objectif est d’évaluer le degré de vieillissement de certains éléments, de décider d’une opération de maintenance préventive ou curative.

Le travail de ce mémoire porte sur la conception d’un outil d’aide au diagnostic de défauts des systèmes électriques basée sur la technique FRA, pour accompagner, voire suppléer en partie, le travail humain très complexe. Cet outil vise un public d’experts dans un premier temps, puis un public averti de techniciens et d’utilisateurs des équipements électriques.

Pour ce faire, le mémoire comporte trois chapitres. Dans le premier chapitre, nous présenterons une étude générale sur la méthode de FRA utilisée dans divers dispositifs électriques et les types de défauts trouvés par cette méthode ainsi que l’analyse de la réponse en fréquence de balayage.

Le second chapitre présente en détails les outils nécessaires pour créer une plateforme d’aide au diagnostic, en détaillant chaque outil, son rôle, et ses instructions.

Le dernier chapitre est consacré à la proposition d’une plateforme d’aide ou diagnostic mis en œuvre sous Matlab.

(14)

Chapitre 01 FRA ET SES APPLICATION SUR LES SYSTEMES ELECTRIQUES

Chapitre 01

FRA

ET SES APPLICATION SUR LES SYSTEMES

ELECTRIQUES

1.1. Introduction

A cause des exigences croissantes en matière de fiabilité des systèmes électriques,les outils (ou méthodes) de diagnostic ont été automatiquement améliorées et développées. Ces éléments coûtent beaucoup d'argent, nous ferions donc mieux de les contrôler de temps en temps pour éviter tout dysfonctionnement ou dommage [2]. La technologie d'analyse de la réponse en fréquence (FRA) est traditionnellement utilisée sur les transformateurs de puissance, mais elle reste un sujet de recherche très actif [3] [4].

La technologie FRA est beaucoup utilisée à cause de sa haute sensibilité. Elle est basée sur le concept selon lequel une modification du champ électromagnétique induit dans les parties conductrices des systèmes en observation, dû à un défaut géométrique ou physique. Cette modification entraine un changement de la réponse (tension, courant, phase, impédance) en fréquence. Exemple des transformateurs, s’il y a déformation ou déplacement à l’intérieur de l’enroulement, une modification de l'impédance du dispositif sera observée ce qui entraînera une modification de sa réponse en fréquence [5] [6]. L'analyse de la réponse en fréquence a été utilisée comme méthode de diagnostic comparative et sa précision et sa sensibilité ont été largement discutées dans la littérature [7] [8].

Dans ce chapitre nous allons exposer les différents domaines d’applications, trouvés dans la littérature, de la technique de diagnostic par FRA.

1.2. Définition de la technique FRA

FRA est une méthode puissante pour détecter et diagnostiquer les défauts dans la partie active de différents dispositifs électriques. Elle peut fournir des informations précieuses sur les conditions (états) mécaniques, physiques et électromagnétiques de ses dispositifs.

(15)

D'autres méthodes de tests uniques ne peuvent pas fournir autant d'informations. Par conséquent, SFRA est une méthode de plus en plus populaire. La comparaison des méthodes de test FRA dans le domaine temporel et le domaine fréquentiel semble évidente, les mesures pour SFRA s’effectuent directement dans le domaine fréquentiel [9]. Cependant comme toute modification sera reflétée dans la courbe FRA, l'impédance mesurée représente l'état de dispositifs. Par conséquent la méthode de diagnostic la plus étendue aujourd'hui repose sur les étapes suivantes [10]

− Faire des mesures de l'impédance dans un état de référence.

− Mesure de l'impédance dans un état d'évaluation, où une condition de défaut est suspectée. − Finalement faire une comparaison graphique entre les traces FRA dans les deux états.

La réponse en fréquence ne dépend que de deux facteurs [11]: la géométrie de l'appareil et les propriétés physiques du matériau qui le compose. En effet, la technologie enregistre essentiellement des informations sur la manière dont la charge électrique modifie sa distribution à travers les changements de fréquence dans tout le dispositif. Par conséquence, la technique de diagnostic par FRA peut être appliquée à n'importe quel équipement électrique car il ne s'agit que d'une théorie électromagnétique de base[12].

Tout écart visible détecté lors de l'inspection graphique (ou de la comparaison) indique un changement (ou une déformation interne), indiquant ainsi qu'un défaut peut s'être produit dans ce système. Et aussi, il est nécessaire de disposer d'une méthodologie d'interprétation objective et systématique des mesures.

1.3. Principe de la technique FRA

On présente dans ce paragraphe le principe de la méthode FRA. Étant donné que tous les appareils électriques ont théoriquement une certaine résistance, une inductance et une certaine valeur de capacité, chaque appareil électrique peut être considéré comme un circuit RLC complexe. Pour cela, la technique FRA et utilisé pour divers systèmes.

Cette technique repose sur une injection d’un signal de tension qui maintient son amplitude mais modifie sa fréquence. Cela signifie qu'il peut montrer comment les paramètres du modèle changent lorsque le signal change en fréquence.

(16)

Chapitre 01

1.4. Les dispositifs électriques

1.4.1. Les transformateurs

Le diagnostic des transformateurs de puissance est une activité qui s’intègre dans le cadre de la maintenance des installations électriques.

disponibilité du système, c’est

dans des conditions données à un instant donné. Le diagnostic, dans ce contexte, permet de déterminer si le système est affecté p

détecter et d’isoler le défaut en question. Dans cette dynamique, une analyse du fonctionnement du système doit être faite pour déterminer la nature et la cause du défaut. Le diagnostic le plus e

et reconnue aujourd’hui d'un transformateur de puissance repose sur l'analyse de la réponse en fréquence (FRA) qui consiste à mesurer la réponse en fréquence des enroulements du transformateur sur une large plage de fréquences.

Cette technique a pour but de détecter et diagnostiquer les défauts dans la partie active d'un transformateur de puissance. Elle peut fournir des informations précieuses sur les conditions (états) mécaniques et électriques du noyau magnétique, des enroulements, des connexions

contacts. [13]

1.4.1.1.

Plusieurs essais peuvent être appliqués sur un transformateur diagnostiquer un ensemble de caractéristiques du transformateur.

Ces tests considèrent des configurations particulières donnant des résultats différents. Dans ce qui suit on cite un ensemble de techniques FRA appliqués aux transformateurs.

Figure

FRA ET SES APPLICATION SUR LES SYSTEMES

Les dispositifs électriques

transformateurs :

Le diagnostic des transformateurs de puissance est une activité qui s’intègre dans le cadre de la des installations électriques.L’objectif général de la maintenance est d’assurer la disponibilité du système, c’est- à-dire son aptitude à être en état d’accomplir une fonction requise dans des conditions données à un instant donné. Le diagnostic, dans ce contexte, permet de déterminer si le système est affecté par un défaut et à mettre en œuvre des méthodes permettant de détecter et d’isoler le défaut en question. Dans cette dynamique, une analyse du fonctionnement du système doit être faite pour déterminer la nature et la cause du défaut. Le diagnostic le plus e

et reconnue aujourd’hui d'un transformateur de puissance repose sur l'analyse de la réponse en fréquence (FRA) qui consiste à mesurer la réponse en fréquence des enroulements du transformateur sur une large plage de fréquences.

ur but de détecter et diagnostiquer les défauts dans la partie active d'un transformateur de puissance. Elle peut fournir des informations précieuses sur les conditions (états) mécaniques et électriques du noyau magnétique, des enroulements, des connexions

.

Type d’essais sur les transformateurs

Plusieurs essais peuvent être appliqués sur un transformateur (figure 1-1) diagnostiquer un ensemble de caractéristiques du transformateur.

considèrent des configurations particulières donnant des résultats différents. Dans ce qui suit on cite un ensemble de techniques FRA appliqués aux transformateurs.

Figure 1-1 : Transformateurs triphasé à huile [14]

ON SUR LES SYSTEMES ELECTRIQUES

Le diagnostic des transformateurs de puissance est une activité qui s’intègre dans le cadre de la ntenance est d’assurer la dire son aptitude à être en état d’accomplir une fonction requise dans des conditions données à un instant donné. Le diagnostic, dans ce contexte, permet de ar un défaut et à mettre en œuvre des méthodes permettant de détecter et d’isoler le défaut en question. Dans cette dynamique, une analyse du fonctionnement du système doit être faite pour déterminer la nature et la cause du défaut. Le diagnostic le plus efficace et reconnue aujourd’hui d'un transformateur de puissance repose sur l'analyse de la réponse en fréquence (FRA) qui consiste à mesurer la réponse en fréquence des enroulements du

ur but de détecter et diagnostiquer les défauts dans la partie active d'un transformateur de puissance. Elle peut fournir des informations précieuses sur les conditions (états) mécaniques et électriques du noyau magnétique, des enroulements, des connexions internes et des

1).Chaque essai permet de

considèrent des configurations particulières donnant des résultats différents. Dans ce qui suit on cite un ensemble de techniques FRA appliqués aux transformateurs.

(17)

Chapitre 01

a.

Essais entre extrémités ouvert

Dans cet essai, un signal est appliqué à une extrémité de ch transmis est mesuré à l'autre extrémité

l'impédance magnétisante du transformateur est le paramètre principal qui caractérise la réponse en basses fréquences (inférieure à la première résonance). Ce test est le plus couramment utilisé car il est simple et facile à réaliser. Ce test permet aussi de vérifier chaque enroul

Figure 1-2 : Repr

Le test entre extrémités peut être effectué en mettant sous tension la borne de phase ou la borne neutre. En principe, les deux devraient donner des résultats similaires, mais il faut spécifier les paramètres et les données de test, car cela affectera énormément les résultats.

b.

Essais entre extrémités en court

Ce test est similaire à l’essai ci circuit est appliqué sur le même enrou

caractérisée par une inductance de fuite plutôt que par une inductance magnétisante, cette mesure peut éliminer l'influence des noyaux magnétiques inférieurs à environ 10

fréquence plus élevée est similaire à la résonance obtenue à l'aide de mesure entre extrémités.

extrémités ouvert

Dans cet essai, un signal est appliqué à une extrémité de chaque enroulement à son tour, et le signal transmis est mesuré à l'autre extrémité comme la montre la Figure 1-2. Avec cette configuration, l'impédance magnétisante du transformateur est le paramètre principal qui caractérise la réponse en (inférieure à la première résonance). Ce test est le plus couramment utilisé car il est simple et facile à réaliser. Ce test permet aussi de vérifier chaque enroul

: Représentation d’un essai entre extrémités ouvert.[15]

Le test entre extrémités peut être effectué en mettant sous tension la borne de phase ou la borne neutre. En principe, les deux devraient donner des résultats similaires, mais il faut spécifier

res et les données de test, car cela affectera énormément les résultats.

Essais entre extrémités en court-circuit

Ce test est similaire à l’essai ci-dessus (la mesure entre extrémités) à la différence ou un court circuit est appliqué sur le même enroulement (Figure 1-3). Puisque la réponse basse fréquence est caractérisée par une inductance de fuite plutôt que par une inductance magnétisante, cette mesure peut éliminer l'influence des noyaux magnétiques inférieurs à environ

10-réquence plus élevée est similaire à la résonance obtenue à l'aide de mesure entre extrémités.

aque enroulement à son tour, et le signal . Avec cette configuration, l'impédance magnétisante du transformateur est le paramètre principal qui caractérise la réponse en (inférieure à la première résonance). Ce test est le plus couramment utilisé car il est simple et facile à réaliser. Ce test permet aussi de vérifier chaque enroulement individuellement.

ésentation d’un essai entre extrémités ouvert.[15]

Le test entre extrémités peut être effectué en mettant sous tension la borne de phase ou la borne neutre. En principe, les deux devraient donner des résultats similaires, mais il faut spécifier

res et les données de test, car cela affectera énormément les résultats.[11]

dessus (la mesure entre extrémités) à la différence ou un court-. Puisque la réponse basse fréquence est caractérisée par une inductance de fuite plutôt que par une inductance magnétisante, cette mesure -20 kHz. La résonance de réquence plus élevée est similaire à la résonance obtenue à l'aide de mesure entre extrémités.

(18)

Chapitre 01

Figure 1-3 : Représentation d’un essai entre extrémités en court L'enroulement court-circuité peu

transformateurs triphasés, il existe deux niveaux de changement, à savoir le changement de phase ou le court-circuit triphasé. De plus, l'alimentation peut être appliquée à la borne de phase ou à la borne neutre pour des tests de court

informations relatives à l'impédance de fuite basse fréquence, ou pour éliminer l'incertitude associée à l'analyse de l'effet du noyau en présence de rémanence.

c.

Essai capacitif entre enroulements

Dans ce test qui est représenté dans la figure 1

enroulement et la réponse est mesurée à une extrémité de l'autre enroulement de la même phase (non connectée à la première phase). La

capacité entre les enroulements aux basses fréquences.

Figure 1-4 : Représentation d’un essai capacitif entre enroulements.[15]

: Représentation d’un essai entre extrémités en court

circuité peut rester flottant où être mis à la terre. Pour les transformateurs triphasés, il existe deux niveaux de changement, à savoir le changement de phase circuit triphasé. De plus, l'alimentation peut être appliquée à la borne de phase ou à la neutre pour des tests de court-circuit entre extrémités. Ce test permet d’obtenir des informations relatives à l'impédance de fuite basse fréquence, ou pour éliminer l'incertitude associée à l'analyse de l'effet du noyau en présence de rémanence.

acitif entre enroulements

qui est représenté dans la figure 1-4, le signal est appliqué à une extrémité d'un enroulement et la réponse est mesurée à une extrémité de l'autre enroulement de la même phase (non connectée à la première phase). La réponse avec cette configuration est déterminée par la capacité entre les enroulements aux basses fréquences.

: Représentation d’un essai capacitif entre enroulements.[15]

: Représentation d’un essai entre extrémités en court-circuit.[15]

t rester flottant où être mis à la terre. Pour les transformateurs triphasés, il existe deux niveaux de changement, à savoir le changement de phase circuit triphasé. De plus, l'alimentation peut être appliquée à la borne de phase ou à la circuit entre extrémités. Ce test permet d’obtenir des informations relatives à l'impédance de fuite basse fréquence, ou pour éliminer l'incertitude associée

, le signal est appliqué à une extrémité d'un enroulement et la réponse est mesurée à une extrémité de l'autre enroulement de la même phase réponse avec cette configuration est déterminée par la

(19)

d.

Essai inductive entre enroulements

Le signal est appliqué à la borne du côté HT, et la réponse est mesurée sur la borne correspondante du côté BT (Figure 1-5). Les autres extrémités des deux enroulements sont mises à la terre (masse). La plage de basses fréquences de ce test est déterminée par le rapport de spires de l'enroulement. [16]

Figure 1-5 : Représentation essai inductive entre enroulements.[17]

1.4.1.2.

Type de défaut qu’on peut trouver avec l’FRA dans les transformateurs :

SFRA peut détecter une variété de conditions de défaut mécaniques et électriques. Voici des exemples de conditions de défaut que SFRA peut détecter :

a.

Défauts mécaniques :

− Déformations de l'enroulement. − Mouvement d'enroulement.

− Effondrement partiel de l'enroulement. − Déplacements du noyau.

− Structure d'enroulement ou de serrage cassée ou desserrée.

b.

Défauts électriques :

− Tours en court-circuit ou enroulement en circuit ouvert. − Mauvaise connexion à la terre du réservoir du transformateur.

(20)

Les machines électriques représentent la principale source de production d'énergie en plus des sources non synchrones comme c’est le cas des systèmes PV [19] et les batteries [20].

Par conséquent, le fonctionnement sans faille des machines électriques est aussi important que la sécurité du système [21] pour le fonctionnement du réseau. La structure des machines électriques étant très similaire à celle des transformateurs, la méthode FRA commence à être appliqué comme méthode de détection de défauts pour les machines électriques.

En raison de la nouveauté de la méthode FRA pour les machines électriques, des travaux de recherche sont en cours dans ce domaine pour expérimenter l’utilité de l’FRA pour les machines électriques.

Il a été démontré que la FRA pourrait être utilisée comme méthode de contrôle de la qualité dans la fabrication des machines électriques. Il permet également de détecter les défauts au stator des machines asynchrones à cages d'écureuil [23], [24] ou des machines synchrones [11]. En outre, la technique FRA peut être utilisé pour évaluer les performances d'isolation du stator [25], [26], et le test peut également détecter les défaillances du rotor des moteurs synchrones [27].

1.4.3. Les PV

Aujourd'hui, de l'alimentation des satellites et des télescopes dans l'espace à l'éclairage des feux de signalisation solaires dans les rues, l'utilisation de l'énergie solaire s'est rapidement développée au fil du temps. L'énergie solaire est une source d’énergie renouvelable, qui est d'une grande importance pour la réduction de l'électricité produite à partir de combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et l'énergie nucléaire.

De plus, l'énergie solaire est une source d'énergie propre qui ne nuira pas à l'environnement. L'énergie solaire est produite par des panneaux solaires composés de cellules solaires ou de cellules

(21)

Chapitre 01

photovoltaïques (PV).La production d'électricité se fait en convertissant l'énergie de la lumière du soleil en énergie électrique.

Comprendre les caractéristiques des cel

propriétés. Cela inclut des connaissances de base et des extensions de modules, des évaluations d'efficacité et différentes méthodes de mesure.

Dans des études précédentes sur l'impédance des cellules solaires,

à outils dédiée, telle qu'un analyseur de réponse en fréquence (FRA) utilisant la technologie de spectroscopie d'impédance et une interface électrochimique (ECI). En outre, la recherche s'est concentrée sur l'impédance des ce

cellules solaires délibérées qui sont conditionnées à une polarisation directe ou inver environnement sombre.

1.4.3.1.

Les figures (1-8 /1-9) montre les circuits équivalents AC et DC du module PV. On voit que le module PV est modélisé comme une source de courant, une diode, deux résistances, un condensateur et une inductance. La résistance shunt représente le courant de fuite et la résistance série représente la résistance série entière dans le courant.

1.4.3.2

Tout défaut dans le module PV modifiera un ou divers éléments du circuit équivalent Tableau I de sorte que le défaut peut être trouvé en scruta

Figure 1-7 : AC Equivalent circuit

La production d'électricité se fait en convertissant l'énergie de la lumière du

Comprendre les caractéristiques des cellules PV est très important pour étudier ces propriétés. Cela inclut des connaissances de base et des extensions de modules, des évaluations d'efficacité et différentes méthodes de mesure.

Dans des études précédentes sur l'impédance des cellules solaires, il était piloté par une boîte à outils dédiée, telle qu'un analyseur de réponse en fréquence (FRA) utilisant la technologie de spectroscopie d'impédance et une interface électrochimique (ECI). En outre, la recherche s'est concentrée sur l'impédance des cellules solaires en termes de caractéristiques de base et sur les cellules solaires délibérées qui sont conditionnées à une polarisation directe ou inver

1.

_{Circuit équivalent :}

) montre les circuits équivalents AC et DC du module PV. On voit que le module PV est modélisé comme une source de courant, une diode, deux résistances, un ne inductance. La résistance shunt représente le courant de fuite et la résistance série représente la résistance série entière dans le courant.[29]

2.

Méthode de test proposée

Tout défaut dans le module PV modifiera un ou divers éléments du circuit équivalent Tableau I de sorte que le défaut peut être trouvé en scrutant la fréquence du module PV.

Equivalent circuit.[30] Figure 1-8 :DC Equivalent circuit

La production d'électricité se fait en convertissant l'énergie de la lumière du

lules PV est très important pour étudier ces propriétés. Cela inclut des connaissances de base et des extensions de modules, des évaluations

il était piloté par une boîte à outils dédiée, telle qu'un analyseur de réponse en fréquence (FRA) utilisant la technologie de spectroscopie d'impédance et une interface électrochimique (ECI). En outre, la recherche s'est llules solaires en termes de caractéristiques de base et sur les cellules solaires délibérées qui sont conditionnées à une polarisation directe ou inverse dans un

) montre les circuits équivalents AC et DC du module PV. On voit que le module PV est modélisé comme une source de courant, une diode, deux résistances, un ne inductance. La résistance shunt représente le courant de fuite et la résistance

Tout défaut dans le module PV modifiera un ou divers éléments du circuit équivalent Tableau I de nt la fréquence du module PV. [31] Dans le balayage de

(22)

panneau PV sain est considérée comme son empreinte digitale, c'est-à-dire que tout changement dans sa trajectoire de réponse en fréquence peut être interprété comme une anomalie.

Le tableau 1-1 illustre la relation entre le circuit équivalent et l’anomalie Tableau 1-1 : Relation entre le circuit équivalent et anomalie

Élément en circuit équivalent Anomalie

Augmentation de la résistance série (Rs) Encapsulation

Délaminage Décoloration

Perte d'adhérence de la feuille arrière

Diminution de la résistance au shunt (Rsh) Point chaud

Augmentation de la résistance série (Rs) et Diminution de la résistance au shunt (Rsh)

Corrosion Ombrage partiel

Poussière / chute d'oiseau / feuilles

Diode de dérivation (D) Diode de dérivation en circuit ouvert

diode de dérivation de court-circuit

Variation du condensateur (C) Variation de l'épaisseur du module ou de la jonction p-n

Variation d'inductance (L) Déplacement relatif des modules PV

1.4.4. Le CND (Contrôle non destructif):

Le vocable Essais Non Destructifs (END : évoquant les examens en laboratoire) ou encore contrôles Non Destructifs (CND : évoquant mieux l’aspect qualité industrielle) rassemble toutes les technologies et processus qui peuvent fournir des informations sur la santé et l'état des pièces ou des structures, sans entraîner de changements qui nuisent à leur utilisation ultérieure, afin d’assurer une utilisation sûre et une utilisation cohérente du produit aux fins prévues.

Parmi de nombreuses techniques de contrôle, on va s’intéresser sur le contrôle par courant de Foucault.

1.4.4.1.

Le contrôle par courant de Foucault :

Lorsqu'un conducteur est placé dans un champ magnétique qui change avec le temps ou l'espace, des courants induits sont générés dans le circuit fermé à l’intérieur : ce sont des courants de Foucault (physicien français 1819-1868).

Par conséquent, un tel courant induit est généré par un courant variable (par exemple un courant alternatif) traversant une bobine qui génère elle-même un flux magnétique opposé au flux du générateur (Figure 1-10), modifiant ainsi l'impédance de la bobine.

(23)

Chapitre 01

L'analyse des changements d'impédance fournira des indications utiles pour le contrôle. En effet, le trajet, la distribution et l'intensité des

physiques et géométriques de l'objet considéré et des conditions d'excitation (paramètres électriques et géométriques du bobinage).

Il est envisageable qu'en présence d'un défaut constituant une discontin

interfère avec le cycle des courants de Foucault, produisant ainsi un changement d'impédance détectable à la position de la bobine d'excitation (ou de toute autre bobine située sur le site). Ce principe simple est principalement utilisé

moment que le courant de Foucault a tendance à s'accumuler à la surface du conduc peau).

L’observation de changement d'impédance entre la zone saine et la zone défectueuse et fait à l'aide d'un oscilloscope ou d'un appareil de mesure d'impédance (mètre LCR).

Figure 1-9 : Principe de

L'analyse des changements d'impédance fournira des indications utiles pour le contrôle. En effet, le trajet, la distribution et l'intensité des courants de Foucault dépendent des caractéristiques physiques et géométriques de l'objet considéré et des conditions d'excitation (paramètres électriques et géométriques du bobinage).

Il est envisageable qu'en présence d'un défaut constituant une discontin

interfère avec le cycle des courants de Foucault, produisant ainsi un changement d'impédance détectable à la position de la bobine d'excitation (ou de toute autre bobine située sur le site). Ce principe simple est principalement utilisé pour détecter les défauts de surface

moment que le courant de Foucault a tendance à s'accumuler à la surface du conduc

L’observation de changement d'impédance entre la zone saine et la zone défectueuse et fait à de d'un oscilloscope ou d'un appareil de mesure d'impédance (mètre LCR).

Principe de la détection par les courants de Foucault. [32]

L'analyse des changements d'impédance fournira des indications utiles pour le contrôle. En courants de Foucault dépendent des caractéristiques physiques et géométriques de l'objet considéré et des conditions d'excitation (paramètres électriques

Il est envisageable qu'en présence d'un défaut constituant une discontinuité électrique qui interfère avec le cycle des courants de Foucault, produisant ainsi un changement d'impédance détectable à la position de la bobine d'excitation (ou de toute autre bobine située sur le site). Ce pour détecter les défauts de surface (Figure 1-11), du moment que le courant de Foucault a tendance à s'accumuler à la surface du conducteur (effet de

L’observation de changement d'impédance entre la zone saine et la zone défectueuse et fait à de d'un oscilloscope ou d'un appareil de mesure d'impédance (mètre LCR). [33]

(24)

Chapitre 01

1.5. Quand

faut-Il est recommandé généralement de faire des mesures sur les dispositifs électriques : − Lors de la réception dans l’usine.

− Sur site lors des essais de réception. − Avant et après chaque

− Déterminer l’évolution après chaque défaut violent.

− Après des catastrophes naturelles (Par exemple un séisme). − Après avoir subi des pannes électriques

1.6. Conclusion :

Ce chapitre a été consacré à la présentation de la technique de d

réponse en fréquence) qui est un outil puissant pour la détection des défauts des équipements électriques. Cette technique permet aussi de mesurer les paramètres physiques d’un objet (le poids, l’épaisseur…etc.) ou de contrôl

ce dernier (Contrôle non destructive).

Dans le chapitre suivant, on va présenter les

d’aide au diagnostic des dif

Figure 1-10 : principe de la détection par les courants de Foucault en présence d’une fissure

-il faire un test FRA :

Il est recommandé généralement de faire des mesures sur les dispositifs électriques : Lors de la réception dans l’usine.

Sur site lors des essais de réception.

Avant et après chaque mouvement (ou transport). Déterminer l’évolution après chaque défaut violent.

Après des catastrophes naturelles (Par exemple un séisme). Après avoir subi des pannes électriques

:

Ce chapitre a été consacré à la présentation de la technique de diagnostic FRA (l’analyse de la réponse en fréquence) qui est un outil puissant pour la détection des défauts des équipements électriques. Cette technique permet aussi de mesurer les paramètres physiques d’un objet (le poids, l’épaisseur…etc.) ou de contrôler (ou juger) l’état de santé de l’élément sous test sans faire dégrader ce dernier (Contrôle non destructive).

Dans le chapitre suivant, on va présenter les outils nécessaires pour créer une plateforme d’aide au diagnostic des différents dispositifs électriques.

principe de la détection par les courants de Foucault en présence d’une fissure

Il est recommandé généralement de faire des mesures sur les dispositifs électriques :

iagnostic FRA (l’analyse de la réponse en fréquence) qui est un outil puissant pour la détection des défauts des équipements électriques. Cette technique permet aussi de mesurer les paramètres physiques d’un objet (le poids, er (ou juger) l’état de santé de l’élément sous test sans faire dégrader

outils nécessaires pour créer une plateforme férents dispositifs électriques. principe de la détection par les courants de Foucault en présence d’une fissure [34]

(25)

Chapitre 02 OUTILES DE CONCEPTION DE LA PLATFORME

Chapitre 02

OUTILS DE CONCEPTION DE LA PLATEFORME

Le chapitre précédent a introduit l'utilisation de la technique FRA dans quelques dispositifs électriques.

Cette technique a été réalisée avec un outil déjà connu dans le domaine de la maintenance sous le nom d’analyseur de réponse au balayage en fréquence. Ce diagnostic pourrait aussi se faire à l’aide des outils spéciale qui seront introduit par la suite.

Pour cela, le présent chapitre va synthétiser des éléments permettant de faire l’élaboration et l’exploitation d’un outil original d’aide au diagnostic de défauts dans les dispositifs électriques à l’aide d’un équipement électrique associé à un logiciel.

2.2. LCR mètre

Le LCR mètre 8105Gw Instek (Figure 2-1) est conçu pour effectuer des mesures d'impédance de précision sur une large gamme de fréquences de 20 Hz à 5 MHz pour le LCR-8105G(Annexe A). L'instrument est capable de mesurer 11 paramètres différents avec une précision de base de 0,1%, ce qui répond aux exigences de mesure de précision des composants et des modules utilisés dans les circuits RF (circuit a radio fréquence). Le grand écran LCD avec menu de fonctionnement monocouche de la série LCR-8105-G offre aux utilisateurs une commodité ultime pour brancher et exécuter sans trop de temps d'apprentissage.

(26)

Figure 2-1 : LCR mètre. [35]

2.2.1. Calibrage :

Le calibrage(Annexe E) d'un instrument de mesure, également appelé ajustement, est une opération réalisée pour permettre à un appareil de mesure d'afficher des valeurs correspondant à des valeurs données de la grandeur physique à mesurer.

Pour faire le calibrage de l’LCR mètre 8105G, une succession d’étapes à suivre est à faire. Ces étapes sont expliquées dans l’annexe.

(27)

Chapitre 02

2.2.2. Jeux d’instructions :

2.3. La liaison (boite de contrôle d’instrument)

Figure 2-2 : la fenêtre de la boite à outil La boîte à outils de contrôle d'instruments (Figure 2

Instrument Control Toolbox, est l’outil MATLAB qui permet de communiquer directement depuis MATLAB avec des instruments tels que des oscil

instruments d'analyse. À l'aide de la boîte à outils on peut générer des données dans MATLAB à envoyer à l'instrument ou lire les données dans MATLAB à des fins d'analyse et de visualisation.

Quel que soit le fabricant du matériel, le protocole ou le pilote, ce boîtier fournit une interface cohérente pour tous les périphériques. Il prend également en charge les protocoles de communication GPIB, VISA, TCP / IP et UDP

Cette outil permet une boîte offre une notamment :

− Pilotes d'instruments (Instrument drivers)

OUTILES DE CONCEPTIO

La liaison (boite de contrôle d’instrument)

la fenêtre de la boite à outils de contrôle d’instruments

La boîte à outils de contrôle d'instruments (Figure 2-3) appelée communément en anglais, Instrument Control Toolbox, est l’outil MATLAB qui permet de communiquer directement depuis MATLAB avec des instruments tels que des oscilloscopes, des générateurs de fonctions et des instruments d'analyse. À l'aide de la boîte à outils on peut générer des données dans MATLAB à envoyer à l'instrument ou lire les données dans MATLAB à des fins d'analyse et de visualisation.

abricant du matériel, le protocole ou le pilote, ce boîtier fournit une interface cohérente pour tous les périphériques. Il prend également en charge les protocoles de communication GPIB, VISA, TCP / IP et UDP.

Cette outil permet une boîte offre une multitude de manières pour communiquer avec l'instrument,

Pilotes d'instruments (Instrument drivers) ;

OUTILES DE CONCEPTION DE LA PLATFORME

s de contrôle d’instruments.

3) appelée communément en anglais, Instrument Control Toolbox, est l’outil MATLAB qui permet de communiquer directement depuis loscopes, des générateurs de fonctions et des instruments d'analyse. À l'aide de la boîte à outils on peut générer des données dans MATLAB à envoyer à l'instrument ou lire les données dans MATLAB à des fins d'analyse et de visualisation.

abricant du matériel, le protocole ou le pilote, ce boîtier fournit une interface cohérente pour tous les périphériques. Il prend également en charge les protocoles de

(28)

Chapitre 02

La boîte à outils de contrôle d'instruments

Elle contient des fonctions de création d'objets contenant des propriétés liées aux instruments et aux sessions de contrôle d'instruments

TMTool permet de communiquer avec des instruments sans écrire de code, aux programmeurs et aux

non-− Rechercher de matériel disponible − Se connecter à un instrument

− Configurer les paramètres de l’instrument − Ecrire des données sur un instrument − Lire les données d'un instrument

Cet outil génère automatiquement du code M à partir de la session de contrôle d'instrument. Le code généré pourrait être enregistré dans un fichier .m et appe

programme.

2.3.1. Les étapes à suivre pour contrôler un instrument

2.3.1.1.

Avant de pouvoir utiliser un objet instrument pour écrire ou lire des données, vous devez le connecter à l'instrument. La connexion de l’objet d'interface à l'instrument ave

mais avant ça il faut trouver ou créer cette objet (comme indiqué dans

Figure

La figure suivante (2-5) montre l’utilisation de cette instruction sur un instrument de mesure (LCR mètre).

La boîte à outils de contrôle d'instruments est basée sur la technologie d'objet MATLAB. Elle contient des fonctions de création d'objets contenant des propriétés liées aux instruments et aux

sions de contrôle d'instruments.

TMTool permet de communiquer avec des instruments sans écrire de code, -programmeurs de :

de matériel disponible Se connecter à un instrument

Configurer les paramètres de l’instrument Ecrire des données sur un instrument Lire les données d'un instrument

matiquement du code M à partir de la session de contrôle d'instrument. Le code généré pourrait être enregistré dans un fichier .m et appelé ultérieurement dans un autre

Les étapes à suivre pour contrôler un instrument

1.

La connexion

pouvoir utiliser un objet instrument pour écrire ou lire des données, vous devez le connecter à l'instrument. La connexion de l’objet d'interface à l'instrument ave

ça il faut trouver ou créer cette objet (comme indiqué dans l’exemple d’application

Figure 2-3 : La connexion a un instrument.

5) montre l’utilisation de cette instruction sur un instrument de mesure (LCR

est basée sur la technologie d'objet MATLAB. Elle contient des fonctions de création d'objets contenant des propriétés liées aux instruments et aux

TMTool permet de communiquer avec des instruments sans écrire de code, ce qui permet

matiquement du code M à partir de la session de contrôle d'instrument. lé ultérieurement dans un autre

pouvoir utiliser un objet instrument pour écrire ou lire des données, vous devez le connecter à l'instrument. La connexion de l’objet d'interface à l'instrument avec la fonction fopen,

l’exemple d’application),

(29)

Chapitre 02

Figure

Dans l’écran de l’instrument il et affiché que ce dernier et contrôlé (Remote en anglais) par un ordinateur.

2.3.1.2

La communication avec l’instrument implique l'envoi et la réc

de réponses et de données. Le niveau de communication dépend du type d'objet instrument utilisé Pour communiquer via l'objet d'interface, il faut envoyer des commandes d'instrument et recevoir des informations au fur et

connaître la syntaxe propre à l'instrument lui

commande '*RST' pour lancer son action, c'est exactement la commande qui doit êtr l'objet d'interface.

Les commandes de texte et des données binaires sont envoyées directement à l'instrument et reçus à partir de l'instrument avec des fonctions telles que fprintf, fscanf, fwritef, fread, et autres

a.

Exemple d’application:

Cet exemple illustre comment communiquer avec un instrument via le port série. L'instrument est un appareil de mesure d’impédance (LCR

1-Trouver ou crée l'objet de port série

Figure 2-4 : la connexion de LCR ( Remote )

Dans l’écran de l’instrument il et affiché que ce dernier et contrôlé (Remote en anglais) par

2.

La communication

La communication avec l’instrument implique l'envoi et la réception de commandes, de paramètres, de réponses et de données. Le niveau de communication dépend du type d'objet instrument utilisé

Pour communiquer via l'objet d'interface, il faut envoyer des commandes d'instrument et recevoir des informations au fur et à mesure que l'instrument les envoie. Par conséquent, il faut connaître la syntaxe propre à l'instrument lui-même. Par exemple, si l'instrument a besoin de la commande '*RST' pour lancer son action, c'est exactement la commande qui doit êtr

Les commandes de texte et des données binaires sont envoyées directement à l'instrument et reçus à partir de l'instrument avec des fonctions telles que fprintf, fscanf, fwritef, fread, et autres

d’application:

e comment communiquer avec un instrument via le port série. L'instrument est un appareil de mesure d’impédance (LCR-8005G) de GW instek connecté au port COM5 d'un PC

u crée l'objet de port série :

Dans l’écran de l’instrument il et affiché que ce dernier et contrôlé (Remote en anglais) par

eption de commandes, de paramètres, de réponses et de données. Le niveau de communication dépend du type d'objet instrument utilisé.

Pour communiquer via l'objet d'interface, il faut envoyer des commandes d'instrument et à mesure que l'instrument les envoie. Par conséquent, il faut même. Par exemple, si l'instrument a besoin de la commande '*RST' pour lancer son action, c'est exactement la commande qui doit être envoyée à

Les commandes de texte et des données binaires sont envoyées directement à l'instrument et reçus à partir de l'instrument avec des fonctions telles que fprintf, fscanf, fwritef, fread, et autres.

e comment communiquer avec un instrument via le port série. L'instrument est 8005G) de GW instek connecté au port COM5 d'un PC.

(30)

Si non, on peut créer l’objet nous-même comme indique la 2éme partie de la figure 1, la boucle if (Si) vas enquêter si l’objet1 n’existe pas si oui on va le créer, sinon on utilise l’objet trouvé.

2-Connection a l’instrument :

La connexion de obj1 a l’instrument avec l’instruction "fopen" 3-Ecrire et lire des données :

Ecrire le * IDN? commande à l'instrument, puis relisez le résultat de la commande. fprintf(obj1,'*IDN?')

Out = fscanf(obj1)

Out = GW INSTEK, 8105, 0, 2.04 4-Déconnecter et nettoyer :

Lorsque on a plus besoin de obj1, on doit le déconnecter de l'instrument, le retirer de la mémoire et le supprimer de l'espace de travail MATLAB.

fclose(obj1) delete(obj1) clear obj1

2.4. Interface utilisateur graphique (GUI)

Une interface utilisateur graphique (GUI) est un affichage graphique dans une ou plusieurs fenêtres contenant des contrôles, appelés composants, qui permettent à un utilisateur d'effectuer des tâches interactives. L'utilisateur n'a pas besoin de créer un script ou de taper des commandes sur la ligne de commande pour accomplir les tâches. Contrairement aux programmes de codage pour accomplir des tâches, l'utilisateur n'a pas besoin de comprendre les détails de la façon dont les tâches sont effectuées.

Les composants de l’interface utilisateur graphique (GUI) peuvent inclure des menus, des barres d'outils, des boutons poussoirs, des boutons radio, des zones de liste et des curseurs, pour n'en nommer que quelques-uns. Les interfaces utilisateur créées à l'aide des outils MATLAB® peuvent également effectuer tout type de calcul, lire et écrire des fichiers de données, communiquer avec d'autres interfaces utilisateur et afficher des données sous forme de tableaux ou de tracés.

(31)

Chapitre 02

Voilà des exemples des interfaces que on les a construits pour en plateformes :

Exemple 1 : le premier exemple c’est une plateforme qui a pour but de tracer n’importe quelle fonction.

Comme le montre la figure 2

sous le nom "Edit fonction", puis on ajoute les limites de la variable (X) de la fonction dans les Figure 2-6 : plateforme pour tracer des fonctions

Voilà des exemples des interfaces que on les a construits pour en

premier exemple c’est une plateforme qui a pour but de tracer n’importe

Comme le montre la figure 2-7, nous mettons la fonction à tracer dans la boite d’éditions sous le nom "Edit fonction", puis on ajoute les limites de la variable (X) de la fonction dans les

plateforme pour tracer des fonctions.

Voilà des exemples des interfaces que on les a construits pour entrainer à créer des

premier exemple c’est une plateforme qui a pour but de tracer n’importe

nous mettons la fonction à tracer dans la boite d’éditions sous le nom "Edit fonction", puis on ajoute les limites de la variable (X) de la fonction dans les

(32)

Chapitre 02

Exemple 2 : Ce deuxième exemple e plateforme présentée dans la figure 2

faires des tests.

Pour changer la valeur de la fréquence sur l’appareil de mesure, il faut remplir les boites d’éditions dans le panneau "Frequency". Ensuite il faut

format numérique à un format caractère (communication avec l’appareil en format caractère), puis valider avec "Submit".

Pour le choix de type de test ou la combinaison de test, un menu sous le nom "Measurement combination" permet de choisir le type.

La boite "Voltage" permet de changer la valeur de la tension pour faire les tests.

Les codes pour faire ses changements sont des codes uniques donnés par le constructeur de l’appareil, comme indiqué ci-dessus :

− Pour le changement de la fréquence − Pour le changement de la tension − Pour le changement de type de test

2.5. Conclusion

Ce chapitre a été consacré à la présentation des outils nécessaires pour la conception d’une plateforme d’aide au diagnostic en utilisant la technique de diagnostic FRA.

Figure 2-7 : plateforme pour faire des modifications et de simple test

Ce deuxième exemple est plus développé par rapport au premier exemple, la présentée dans la figure 2-8à le rôle de contrôler un outil de mesure (le LCR mètre) et de

Pour changer la valeur de la fréquence sur l’appareil de mesure, il faut remplir les boites d’éditions dans le panneau "Frequency". Ensuite il faut changer ce vecteur de fréquence d’un format numérique à un format caractère (communication avec l’appareil en format caractère), puis

Pour le choix de type de test ou la combinaison de test, un menu sous le nom "Measurement ion" permet de choisir le type.

Les codes pour faire ses changements sont des codes uniques donnés par le constructeur de dessus :

Pour le changement de la fréquence : : ent de la tension : : ent de type de test : :

Ce chapitre a été consacré à la présentation des outils nécessaires pour la conception d’une diagnostic en utilisant la technique de diagnostic FRA.

plateforme pour faire des modifications et de simple test

t plus développé par rapport au premier exemple, la le rôle de contrôler un outil de mesure (le LCR mètre) et de

Pour changer la valeur de la fréquence sur l’appareil de mesure, il faut remplir les boites changer ce vecteur de fréquence d’un format numérique à un format caractère (communication avec l’appareil en format caractère), puis

Pour le choix de type de test ou la combinaison de test, un menu sous le nom "Measurement

Les codes pour faire ses changements sont des codes uniques donnés par le constructeur de

Ce chapitre a été consacré à la présentation des outils nécessaires pour la conception d’une diagnostic en utilisant la technique de diagnostic FRA.

(33)

On a commencé par présenter l’équipement électrique utilisé (LCR mètre) et ses instructions pour qu’on puisse le contrôler. Ensuite nous avons procédé à l’explication du moyen de liaison (Boite de contrôle d’instruments) entre l’LCR et le PC en donnant des exemples d’applications.

A la fin on a présenté l’outil pour la création de l’interface graphique (GUI) en donnant des exemples d’interface graphique que nous avons créés.

Dans le chapitre suivant, on va entamer la partie pratique de notre projet qui consiste a créé une plateforme d’aide de diagnostic des dispositifs électriques et sa mise en marche sur des dispositifs électriques.

(34)

Chapitre 03 PRESENTATION DE LA PLATEFORME ET APPLICATION

Chapitre 03

P

RESENTATION DE LA PLATEFORME ET

APPLICATION

Dans les chapitres précédents nous avons introduit l’état de l’art sur l’utilisation de la technique de diagnostic FRA dans des dispositifs électriques, nous avons aussi parlé sur les outils nécessaires pour qu’on puisse créerlaplateforme d’aide au diagnostic.

Ce dernier chapitre combine tous ces éléments par l’élaboration et l’exploitation d’un outil original d’aide au diagnostic des dispositifs électriques.

Le principe général du système d'assistant (ou d’aide) de diagnostic sera présenté ultérieurement.

On a mis en œuvre une campagne de tests sur de différents bobinages au Laboratoire des Matériaux et du Développement Durable de l’Université de Bouira. La réalisation de ces essais passe par une préparation d’un banc de test qui nous permet de faire l’analyse FRA. Pour ce faire nous avons suivi les étapes ci-dessous :

• Réalisation de la communication et chargement des données entre l’LCR et le PC ; • Contrôle du LCR avec Matlab (GUI et App designer) ;

• Réalisationde différents tests sur des bobines pour déterminer le changement des réponses fréquentiels.

L’aboutissement de cette méthode est conditionné par le bon déroulement des essais. Pour cela, il nous semble important de détailler la méthode de réalisation des tests, les outils développés ainsi que les différents résultats de tests.

(35)

3.2. Schéma synoptique du fonctionnement de la plateforme

Mise en marche, réglage et calibrage manuels du LCR-mètre

Sous-programme de changement de la fréquence et de lecture de l’impédance

Fin de test Raccordement du dispositif à tester

Connexion PC au LCR

Réglages du LCR via la plateforme Contrôler le câble de connexion

Contrôler le port de la communication

Déconnexion

Oui

Non

(36)

3.3. Banc d’essai pour faire la communication

La figure 3-1 montre le banc d’essai permettant de faire la communication entre l’instrument de mesure (le l’LCR mètre) et le PC à l’aide de la boite à outils "Instrument controll Toolbox", ce banc d’essai a été réalisée pour le but de :

• Faire la connexion avec un adaptateur RS232C (et rechercher quel port de communication). • Emission des instructions et la réception des données de l’LCR à l’aide des instructions

donnée par le constructeur (sur Matlab).

Figure 3-2 : Banc d’essais permettant de faire la communication.

3.4. Banc d’essai pour le contrôle à l’aide d’une plateforme

Dans le paragraphe précédent, on a pu présenter la liaison entre l’LCR et le PC. Dans ce paragraphe on va présenter la création d’une plateforme sous Matlab qui vas nous permettre de contrôler et de changer ses paramètres (par exemple : La Fréquence et le type de test).

Dans une première étape, on a opté pour l’utilisation de l’outil "environnement de développement d'interfaces utilisateurs graphiques" GUIDE (Graphical User InterfacesDevelopment Environnement). Ceci nous a permis de construire une plateforme lisible et facile à utiliser. Elle permet le contrôle et la récolte des données des tests.

3.5. La construction de la plateforme :

La construction de la plateforme commence par la récolte de toutes les informations et les résultats obtenus dans le banc d’essai précédent pour qu’on puisse construire une plateforme qui soit capable de faire la liaison et la communication avec l’LCR.

A l’aide des exemples de plateformes qu’on a construit, on a pu arriver à construire une plateforme complète d’aide ou diagnostic qui permet de faire les tests sur différents dispositifs électriques.