Département d'Electrotechnique

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Analyse stochastique de la résultante de l'injection de courants harmoniques dans u réseau électrique
(Université Mouloud Mammeri, 2012-05-17) Chalah, Samira
Ce mémoire traite du calcul de la résultante des injections de courants harmoniques dans un réseau électrique. La résultante des injections harmoniques dans un réseau électrique n’est pas une somme algébrique mais plutôt vectorielle. Ajouté à cela le caractère « aléatoire » d’entrée en service des différents récepteurs, en effet ces derniers ne fonctionnement pas tous en même temps. Une approche alors plutôt stochastique que déterministe est la mieux indiquée pour étudier les injections harmoniques dans les réseaux électriques. Un modèle stochastique pour la détermination de la résultante des injections de courants harmoniques est construit dans ce mémoire. Ce modèle prend en compte la variation aléatoire aussi bien des modes d’opération que des configurations des charges non linéaires connectées au réseau de distribution. Le modèle construit est appliqué à un réseau électrique constitué de récepteurs classés en quatre catégories, fonctionnant dans une période de 24 heures divisées en quatre tranches horaires judicieusement choisies. Les équations des modèles construits sont résolues en utilisant deux méthodes : la méthode analytique et la méthode de simulation de Monté Carlo.
Calcul des pertes dans les convertisseurs statiques, Application du moyen et du modéle instantané
(Université Mouloud Mammeri, 2011) Lounas, Fatma
Le calcul des pertes par conduction et par commutation dans un hacheur est demandé, Le travail consiste au calcul des pertes en utilisant le modèle instantané, qui consiste à modéliser et à stimuler un hacheur à transition. Dans ce modèle, les semi conducteurs ne sont pas représentés par des interrupteurs parfaits mais par un modèle, se rapprochant beaucoup plus de la réalité. Le modèle instantané est basé sur les formes réelles de courants et des tensions des semi conducteurs pendants les deux phases, de conduction et de communication, le calcul des pertes se fera par intégration numérique à chaque instant du produit des deux grandeurs précédemment cité. une description de la méthode des énergies ainsi que les résultats obtenus en utilisant cette méthode sont présentés dans ce travail.
Commade robuste d'une génératrice asynchrone à double alimentation pour la conversion de l'énergie éolienne
(Université Mouloud Mammeri, 2012-07-03) Ait Ramdane Naima
L'intense industrialisation et la multiplication des appareils domestiques électriques ont conduit à des besoins en énergie électrique considérables. Face à cette demande, toujours croissante, les pays industrialisés, en plus des sources d’énergie fossiles conventionnelles (charbon, pétrole), ont massivement fait appel aux centrales nucléaires. Cette source d'énergie présente l'avantage indéniable de ne pas engendrer de pollution atmosphérique contrairement aux centrales thermiques, mais le risque d'accident nucléaire, le traitement et l'enfouissement des déchets sont des problèmes bien réels qui rendent cette énergie peu attractive pour les générations futures. Face à ces problèmes, et de façon à limiter l'emploi de centrales nucléaires, certains pays, se sont tournés vers de nouvelles formes d'énergie dites "renouvelables". Parmi celles-ci, l'éolien apparaît clairement en bonne place, non pas en remplacement des sources conventionnelles, mais comme énergie d'appoint complémentaire à l'énergie nucléaire. La multiplication des éoliennes a conduit les chercheurs en Génie Electrique à mener des investigations de façon à améliorer l'efficacité de la conversion électromécanique et la qualité de l'énergie fournie. Dans ce cadre, ce travail propose l’utilisation des techniques de commande robuste pour améliorer le contrôle de la génératrice à double alimentation utilisée dans un système de production de l’énergie éolienne
Commande d'une machine asychrone sans capteur mécanicanique, à l'aide de régulateurs fractionnaires
(Université Mouloud Mammeri, 2011) Ait Kaid, Djamila
Simple dans sa construction, la machine asynchrone est la plus compliquée à commander si le but est de l'utiliser comme entraînement à vitesse variable. Hormis ses innombrables applications non-réglées telles qu'entraînements de pompes, ventilateurs et machines de tous types, les années 1970-1990 ont mis la machine asynchrone sur le devant de la scène. L'objectif visé actuellement étant son utilisation comme servo-entraînement précis, dynamique et tout à la fois économique et robuste, alors des recherches scientifiques sont orientées dans ce sens. Dans le cadre de ce travail, l’objectif visé principalement, est la conception d’une commande robuste basée sur la commande CRONE, et l’adoption d’une méthode d’optimisation qui sert à résoudre les problèmes mathématiques complexes, puis l’utilisation des observateurs d’états non-linéaires permettant de remplacer les capteurs physiques ou capteurs logiciels. La commande vectorielle reste un outil incontournable et une stratégie de loin la plus prisée par les industriels. Elle est principalement intégrée dans le domaine de l’électroménager et le domaine de la traction (locomotive de TGV atlantique). Grâce aux développements de l’informatique industrielle de la technologie de pointe et de semi conducteurs de puissance de plus en plus performant, les stratégies de pilotage sont nettement améliorées. L’avènement de la commande CRONE, et le développement de nouvelles stratégies de calcule numérique telle la méthode de PSO, et la méthode de capteurs logiciels basée sur des observateurs non linéaires ont permis de réduire le coût de construction, de garantir la robustesse et de faciliter la commande. Je signale néanmoins que les différentes parties de ce travail ont été validées par des testes de simulation sous logiciel MATLAB, et que dans le cas pratique la commande CRONE sans capteurs mécanique suscite beaucoup de difficultés. Du point de vue scientifique, la conception de nouvelles méthodes de commande non linéaire robuste sans capteur mécanique reste un sujet de préoccupation majeur pour les scientifiques. Ce problème constitue d’ailleurs une perspective de continuité de ce mémoire
Commande optimale appliquée à un entraînement à base du moteur synchrone à réluctance variable
(Université Mouloud Mammeri, 2008-07-16) Habani, Nassima
En se basant sur les études comparatives effectuées dans la littérature entre la machine asynchrone, la machine synchrone à aimants permanents et la machine synchrone à réluctance variable, notre choix s’est porté sur l’utilisation de cette dernière. En effet, la machine synchrone à réluctance variable, présente, intrinsèquement des avantages indéniables tels que la robustesse du rotor qui est de construction assez simple, et surtout un encombrement réduit, puisqu’il ne nécessite pas d’alimentation. La commande de ce type de machines et leur alimentation demeureront pendant très longtemps problématiques, mais actuellement, avec le développement technologique récent de l’électronique de puissance, l’émergence des stratégies de commande modernes et l’apparition de nouvelles techniques de contrôle, ces dernières sont devenues de véritables concurrentes dans de nombreuses applications, tels que la traction électrique et la robotique. Cependant, malgré les avancées technologiques liées à leur utilisation, de nombreuses faiblesses restent encore à combler pour pallier aux nouvelles contraintes imposées aux entraînements électriques, telles que l’optimisation de l’énergie consommée et le fonctionnement avec un rendement optimal. Pour cela, plusieurs variantes d’investigations ont été proposées dans la littérature et mises en œuvre dans le domaine pratique, afin de permettre à la motorisation à base de la machine synchrone à réluctance variable de devenir un actionneur d’entraînement par excellence. Ainsi, deux axes se sont dégagés pour améliorer ses performances, le premier consiste en la recherche d’une structure de construction optimale afin d’obtenir une machine avec un rendement optimal, en agissant particulièrement sur le rapport de saillance qui est l’un des paramètres importants déterminant les performances intrinsèques de la machine, et le second est lié à l’investigation dans le sens de développer des stratégies de commandes dans le même but, qui est de faire fonctionner la machine avec des conditions optimales liées à l’utilisation de l’énergie et à la qualité de ’entraînement. Ce dernier point, était le pivot de notre travail où nous avons essayé d’appliquer un outil de commande puissant afin de trouver une meilleure structure de contrôle qui est la commande optimale du MSRV répondant aux critères d’optimalité au sens large du terme. Pour déterminer les lois de commande, les régulateurs PI sont classiquement les plus utilisés, en assurant des performances assez acceptables en dépit de leur simplicité de mise en œuvre. Toutefois, pour un entraînement à haute performances, ils souffrent de deux problèmes majeurs que sont : la difficulté de réglage et la prise en charge des contraintes imposées au système à commander, ce qui nous a conduit à utiliser un autre type de réglage dans l’espace d’état, qui est le réglage d’un PI optimal, dont l’idée de base est de ramener la synthèse du correcteur PI classique à une structure de commande optimale identique permettant de trouver la valeur optimale des paramètres du régulateur dont la structure est fixée, en transférant ses actions au problème Linéaire Quadratique Régulateur (LQR). La loi de commande optimale en boucle fermée ainsi obtenue, est exprimée comme celle de la commande classique. Cette loi étant établie pour assurer de bonnes performances dynamiques en utilisant le contrôle vectoriel. Pour faire fonctionner le moteur à couple maximal, nous avons proposé la commande Linéaire Quadratique Modifiée (LQM), cette dernière nous permettra d’assurer la poursuite de trajectoire et d’éliminer les erreurs au régime permanent, puisque la technique de commande à couple maximal impose le suivi des courants direct et en quadrature. Les deux stratégies de commande (contrôle vectoriel et la commande à couple maximal) ont fait l’objet d’une comparaison dont le résultat est que cette dernière apporte un gain en courant non négligeable proportionnel au couple de charge. Ensuite, afin de tenir compte des contraintes imposées au système nous avons adopté la stratégie de limitation Anti-Windup permettant de corriger l’action intégrale qui entraîne des dépassements gênants sur la sortie du système, et donc une dégradation des performances dynamiques de ce dernier. Enfin, pour se rapprocher plus de la réalité pratique, nous avons tester en simulation, la validation de la commande (LQM) appliquée pour le fonctionnement à couple maximal dans le cas idéal (repère dq), lorsque le moteur est associé à un convertisseur statique (onduleur MLI).
Conception d'un controleur d'étage de puissance par FPGA
(Université Mouloud Mammeri, 2011) Chibah, Arezki
Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire ont porté sur la réalisation d’un circuit de commande MLI adapté à la commande sans capteur par injection d’un signal à haute fréquence de la MSAP et son implantation sur un FPGA (Field Programmable Gate Array). Dans ce contexte, ce travail est scindé en 4 chapitres principaux : Le premier chapitre est divisé en trois parties : La première est consacrée à des généralités sur les circuits logiques programmables où on s’est intéressé plus particulièrement au FPGA, la seconde comprend la présentation détaillée du langage VHDL et la troisième un aperçu sur le logiciel de développement ISE. Le deuxième a porté sur les différentes stratégies MLI destinées à la commande des onduleurs de tension où on s’est intéressé plus précisément à la MLI sinusoïdale et à la MLI vectorielle. Le troisième a abordé l’analyse du besoin d’une commande MLI adaptée à la commande sans capteur de la MSAP. Enfin, dans le dernier chapitre on s’est étalé sur la réalisation et l’implémentation sur un FPGA du circuit MLI de la commande sans capteur avec injection d’un signal à haute fréquence.
Conception d'un inducteur destiné à l'entrainement électrique d'un ascenseur
(Université Mouloud Mammeri, 2013-07-03) Kana, Ouzna
Le travail présenté dans ce mémoire, consiste en le dimensionnement d'un inducteur d'une machine linéaire, placé sur la cabine d'un ascenseur pouvant contenir une charge de 2000N en utilisant le logiciel de calcul par éléments finis FEMM (Finite Element Magnetic Method). Le travail concerné est l'évolution de la force électromagnétique en considérant un seul inducteur, ensuite plusieurs inducteurs. Létude de l'influence de plusieurs paramètres, physiques et géométriques sur cette force, nous a permet d'obtenir les valeurs optimales. Vu l'insuffisance de la force obtenue, une autre géométrie a été proposé afin d'obtenir une force équivalente qui permettra de réaliser le déplacement de la cabine en utilisant une densité du courant conventionnelle de l'ordre de 10MA/m2
Conception et Commande d’un Moteur Asynchrone Destiné au Véhicule Electrique
(Université Mouloud Mammeri, 2015-01-20) Amieur, Oualid
L'objectif assigné est de réaliser un travail de conception de machine associé à la commande de ce dernier. Le moteur de type asynchrone, objet d’étude, est utilisé pour la motorisation du véhicule électrique. La conception et la commande seront adaptées aux régimes de fonctionnement sévères de la machine asynchrone. L’environnement de travail sera l’outil MATLAB afin de pouvoir réaliser un transfert de données dans la conception vers la commande. Il s’agira vers la fin d’évaluer l’impact du travail réalisé sur l’économie d’énergie.
Contribution à l'étude de systèmes de commande d'une éolienne
(Université Mouloud Mammeri, 2011-07-07) Bouhedda, Ali
Ce travail consiste à rechercher un système de commande d’une turbine éolienne à base de la machine synchrone à aimants permanents. Une fois le modèle de la génératrice synchrone à aimants permanents choisit, la modélisation de l’aérogénérateur avec son système de commande réalisé, une programmation et simulation sous MATLAB de l’ensemble sera réalisée afin d’évaluer les performances en régime dynamique. Les performances recherchées sont la puissance maximale extraite, la régulation de la vitesse mécanique, l’orientation des pales de l’éolienne ainsi que la puissance transmise au réseau.
Contribution à l'étude des performances de l'entraînement électrique du mécanisme de levage
(Université Mouloud Mammeri, 2015) Ouadfel, Ghania
Les activités de levage et de manutention sont le quotidien de tous les chantiers de construction du début jusqu'à la fin. il est parfois difficile, voire impossible de déplacer ou de soulever certaines charges très lourdes. la technologie d’aujourd’hui permet de réaliser ces taches beaucoup plus facilement grâce à des dispositifs mécaniques entraînes par des moteurs électrique. ces dispositifs que l'on nomme appareils de levage, nous permettent d’utiliser l'énergie mécanique de façon plus efficace, rendent ainsi plus facile l'accomplissement d'un mouvement. ainsi, le travail sera accompli avec moins d'efforts et meilleures performances. l'objectif de ce travail est la contribution à l'étude des performances de l'entrainement électrique du mécanisme de levage entraîne par un moteur à courant continu à excitation indépendante pour obtenir le diagramme de charge en montée et descente de l'entrainement électrique. une élaboration du système de commande plus une analyse des propriétés dynamiques du système en boucle fermée et calcul et construction des régimes transitoires est effectuée
Contribution à la modélisation analytico-numérique des transformateurs de puissance
(Université Mouloud Mammeri, 2011-12-18) Meziani, Madjid
Le travail présenté dans ce mémoire concerne l’étude et la mise en oeuvre d’un modèle prédictif pour retranscrire le comportement électromagnétique du transformateur de puissance. Un modèle basé sur la méthode des circuits électriques magnétiquement couplés permet la modélisation des enroulements primaire et secondaire, avec prise en compte de l’effet de peau et de proximité. Par contre la modélisation du noyau magnétique s’appuis sur des hypothèses simplificatrices, en considérant son matériau homogène, isotrope et linéaire qui est représenté par des densités fictives de courant surfacique. Pour remédier aux insuffisances de cette méthode semi-analytique et à la difficulté de modélisation du circuit ferromagnétique, nous avons adopté une méthode mixte dit un couplage hybride (CEMC-EF), la méthode des circuits électriques magnétiquement couplés est appliquée a travers la discrétisation des enroulements et le noyau magnétique sera pris en charge par la méthode des éléments finis. Ce couplage permet de prendre en compte les non linéarités et la variation des grandeurs physiques des matériaux ferromagnétiques cela nous offre l’avantage d’étudier notre transformateur aussi en régime statique qu’en régime transitoire.
Contribution à la modélisation multi- physique des générateur s électriques linéaires
(Université Mouloud Mammeri, 2012-09-30) Messaoudi, Yacine
L’électricité, forme propre de l’énergie par excellence, est aujourd’hui produite majoritairement grâce à la combustion des carburants fossiles ou de la fission nucléaire qui sont des ressources épuisables. Elles contribuent ainsi abondamment à la production de déchets nuisibles pour l’environnement. Les ressources énergétiques renouvelables sont pourtant considérables et parfaitement capables, à long terme, de satisfaire la majeure partie de nos besoins. Les solutions de conversion des ressources renouvelables, tels que, le soleil (solaire thermodynamique et photovoltaïque), le vent (éoliennes) et la houle (houlogénérateurs), sont encore en phase de décollage industriel et ne représentent qu’une faible part dans le bilan global. Après de nombreux soubresauts, les contraintes environnementales, le rapprochement de l’échéance d’épuisement des ressources fossiles et fissiles ainsi que les soucis d’indépendance énergétique conduisent à un décollage significatif des filières de production d’électricité d’origine renouvelable, qualifiées de nouvelles. Dans ce contexte énergétique, le générateur électrique linéaire ouvre un champ d’investigation très prometteur et joue un rôle important dans le développement des systèmes de production d’électricité d’origine renouvelable tels que, les houlogénérateurs et les cogénérateurs. Dans ce cadre, le présent travail propose une stratégie de modélisation, en vu de la prédiction des performances dynamique des Générateurs Linéaires Synchrones à Aimants Permanents (GLSAP) destinés à produire de l’énergie électrique, tout en intégrant le concept de sureté de fonctionnement de ces machines à travers la recherche des signatures des défauts nécessitants une modélisation multi-physique des phénomènes mis en jeu. La méthodologie suivie est fondée sur une modélisation directe dans le repère naturel (abc), en adoptant une approche de type Circuit Electriques Magnétiquement Couplés (CEMC).
Contribution à l’étude de l’entraînement électrique d’une fraiseuse universelle
(Université Mouloud Mammeri, 2016) Ahcene, Fazia
Le travail concernera la description et l’analyse du processus technologique du mouvement principal d’une machine à fraiser en milieu industriel. L’analyse portera principalement sur le système d’entraînement électrique du fonctionnement de la broche porte-outils et calcul des régimes de découpe d’un type de pièce à usiner, permettant les choix entre différents moteurs et du convertisseur. L’élaboration du modèle mathématique afin d’obtenir les régimes transitoires et la construction du diagramme de charge.
Contribution à l’étude des systèmes de commande analogique des entraînements électriques à courant continu
(Université Mouloud Mammeri, 2017-11-12) Adryen, Kahina
L’objectif de ce travail consiste tout d’abord à déterminer tous les éléments du système de régulation, puis établir les schémas : fonctionnel et bloc de commande de l’entraînement électrique. Ensuite, procéder à la construction des caractéristiques électromécaniques et mécaniques statiques, permettant des indices de qualité de régulation
Développement d'un outil numérique destiné à l'étude des performances dynamiques d'un entrainement électrique : Application aux ascenseurs
(Université Mouloud Mammeri, 2010-06-10) Zidane, Taous
Notre travail consiste en une élaboration d’un modèle de contrôle de performances dynamiques d’un entraînement électrique sous environnement Matlab/Simulink. L’application de cette étude concerne l’ascenseur entraîné par un moteur asynchrone à cage alimenté par un variateur de fréquence. L’avènement de l’électronique de puissance et le grand nombre de convertisseurs développés récemment permettent le choix d’une association optimale d’un moteur à courant alternatif et d’un onduleur de tension ou de courant. Après une détermination des paramètres électriques, magnétiques et mécaniques de l’entraînement électrique, un modèle du moteur alimenté par un variateur de fréquence (onduleur de tension triphasé), a été élaboré. En suite, nous nous sommes intéressés à la commande de l’ensemble de l’entraînement. Sur le plan mécanique, nous avons intégrés quelques éléments importants tels que : o les moments d’inertie de différents éléments en rotation ; o le rayon d’entraînement électrique ; o l’accélération désirée du mouvement de la cabine ; o le poids de la cabine ; o la pulsation cyclique du mouvement (oscillations mécaniques de vitesse). Ces éléments nous ont permit d’étudier le système mécanique de l’entraînement réduit à deux masses, à travers lequel nous avons obtenu la vitesse synchrone de la machine pilotée, à partir d’une commande dite « S-Dispositifs de changement de cadence (S-type) ». Cette dernière tient compte de l’élasticité du manchon d’accord, reliant le mécanisme de l’entraînement électrique au moteur asynchrone. Par ailleurs, sur le plan électrique, nous avons opté pour une commande basée sur un contrôle scalaire suivant deux approches : o Contrôle E/f constant avec une boucle retour en force électromotrice ; o Contrôle V/f constant avec une boucle retour du signal de vitesse. Pour les deux approches de contrôle, les essais sont effectués pour un démarrage à vide et un démarrage avec une charge constante.
Développement de modèles de déformations magnétoélastiques associés aux matériaux actifs
(Université Mouloud Mammeri, 2016-07-21) Chebli, Farida
Ce travail est consacré à l’étude du développement de modèles associés aux matériaux actifs en se référant aux modèles de propriétés physiques tenant compte de la contrainte mécanique. Une méthode d’identification de paramètres a été exploitée en vue de la validation du modèle se basant sur le développement en série de Taylor des coefficients de la magnétostriction. Une association en calcul par éléments finis a été envisagée. Une application a été choisie et intégrée dans un calcul par éléments finis pour résoudre le problème de la déformation magnéto-élastique. Une confrontation avec des données de l’expérimentation est réalisée en vue de validation du modèle de la magnétostriction en fonction de la contrainte utilisé.
Diagnostic des machines électriques par l'analyse et la surveillance des isolants statoriques
(Université Mouloud Mammeri, 2010-07-14) Radja, Nadia
Le travail porte sur le diagnostic des isolations des machines électriques à travers l’analyse et la surveillance des paramètres résistance (R), inductances (L) et capacité (C) relatifs aux systèmes multiconducteurs-isolants-encoches. Les matrices résistance et inductance sont obtenues par la résolution du modèle couplé magnétique-densité de courant. La matrice capacité est obtenue en résolvant l’équation électrostatique couplée soit aux charges fictives soit aux potentiels flottants. Les formulations éléments finis des modèles sont implémentées sous environnement Matlab. La caractérisation de l’état de santé des isolations est d’abord conduite par l’analyse quantitatives des matrices (R) ,(L) et( C) ; ensuite par la mise en œuvre sous PSPICE d’un schéma équivalent permettant l’analyse de la réponse du système multiconducteur a un échelon de tension aussi bien en régime sain qu’en régime de dégradation des isolants.
Diagnostic des transformateurs de puissance
(Université Mouloud Mammeri, 2011) Mezari, Naouel
Développer un outil efficient qui permet de diagnostiquer les transformateurs de puissance moyennant les techniques conventionnelles ainsi que développer certaines techniques récentes telles l’analyse fréquentielle FRA. L’objectif principal étant d’optimiser la maintenance et prolonger au maximum l’exploitation des transformateurs. En vue de gérer et maîtriser les risques par une meilleure connaissance de l’état effectif des appareils, l’analyse périodique des huiles est réalisée conformément aux normes internationales. Les analyses physico-chimiques classiques, les gaz dissous ainsi que les produits de décomposition donnent des informations sur la vitesse et le degré de vieillissement de l’isolation. Autres types d’analyses permettent de compléter ce travail telles les mesures électriques, la spectroscopie diélectrique fréquentielle et la thermographie. Nous focaliserons notre travail sur l’analyse de la réponse fréquentielle FRA. En effet, tout changement de la partie mécanique du transformateur va influencer sa fonction de transfert électrique, la technique FRA permet de détecter ces changements avec une excellente sensibilité. L’apparition ou le déplacement d’un ou de plusieurs pics permet d’identifier un changement (usure, court-circuit, transport,..) Il s’agira dans notre travail de développer cette technique avec toutes les mesures et relevés sur site (cas sains et en avarie) et de l’appliquer au parc de la SONELGAZ.
Effet de l'humidité sur la tenue diélectrique du polyamide imide
(Université Mouloud Mammeri, 2010-07-11) Kerkarine, Fatima
ce travail consiste à étudier l’influence de l’humidité sur la tension de claquage du polyamide imide utilisé comme isolant dans les machines électriques. Des expériences ont été réalisées sur des échantillons de fil émaillé isolés au polyamide imide vieillis à 55° C et sous une humidité de 93 %.Une étude statique des valeurs de la tension de claquage a été faite en utilisant le modèle de Weibull.
Effet de l'humidité sur les propriétés électriques du polychlorure de vinyle utilisé dans l'isolation des câbles de haute tension
(Université Mouloud Mammeri, 2010-01-21) Namani, Farid

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