Mesures et Analyses Vibratoires pour Moteurs Électriques

Présentation

Les vibrations d'un moteur électrique cachent de nombreuses informations​. 

Quel est son état ? 
Combien de temps avant la maintenance ?
Combien consomme t-il ? 

L'idée est d'extraire toutes ces informations à partir d'une seule mesure non-intrusive et très simple à mettre en place. 
Pas de démontage, pas de pinces de courant... c'est là le but du vibratoire.

Dans l'industrie

L'analyse vibratoire est déjà utilisée dans l'industrie pour réaliser la surveillance des moteurs électriques asynchrones, en accord notamment avec la norme ISO 20 816 (étudiée en cours). 
La surveillance porte sur la mesure de l'amplitude des vibrations du moteur, pour déterminer sa condition en se référant aux valeurs de la norme. On peut ainsi aisément visualiser son état instantané, ainsi que son évolution, pour planifier efficacement la maintenance et éviter les temps d'arrêts inopinés. 

Au-delà de la surveillance se trouve le diagnostique du moteur grâce à ses mesures vibratoires. 
Il est possible de retrouver dans le signal provenant d'un capteur vibratoire, l'état des différentes pièces mécaniques et électriques présentes dans le moteur. Cette méthode non-intrusive ne nécessite pas l'arrêt de la machine et donne accès à l'état de pièces inaccessibles, même moteur démonté (barres rotor...). 
Le diagnostique par le vibratoire est relativement peu développé dans le mode industriel, malgré son utilité. 

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    1) Un wattmètre utilisant la vitesse de rotation du moteur pour déterminer ses caractéristiques électriques. L'analyse vibratoire permet de déterminer la vitesse de rotation, grâce à un simple contact avec le capteur. 
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    ou utilisation des capteurs d'un téléphone pour mesurer directement la vitesse, avec cet appareil toujours présent sur nous.
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  • 2) Transmission des données à une application sur le téléphone, qui gère l'interface du wattmètre.
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    1) Appareil portable autonome à poser sur le moteur pour obtenir une lecture directe de sa valeur efficace de vibration, et son état en accord avec la norme ISO 20 816. 
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    2) Appareil autonome ou alimenté sur secteur, à fixer sur le moteur pour une remonté périodique de données concernant son état, pour une analyse de tendance à des fins de maintenance prédictive. 
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    1) Appareil portable autonome à poser sur le moteur pour obtenir une lecture directe des possibles défauts présents produisant des signaux vibratoires spécifiques. 
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    2) Appareil autonome ou alimenté sur secteur, à fixer sur le moteur pour une remonté périodique de données concernant l'avancement des défauts détectables comme l'usure du roulement, la casse des barres rotor, le désalignement etc, pour une maintenance prévisionnelle.
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    1) Réseau de neurones sur ordinateur, capable de déterminer les défauts d'un moteur grâce à son spectre fréquentiel brut, évitant ainsi toute intervention humaine dans le diagnostique. 
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    2) Réseau de neurone autonome, sur carte spécialisée fixée sur le moteur, capable d'effectuer le diagnostique périodiquement pour un suivi précis de la machine. 
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Wattmètre

1) Un wattmètre utilisant la vitesse de rotation du moteur pour déterminer ses caractéristiques électriques. L'analyse vibratoire permet de déterminer la vitesse de rotation, grâce à un simple contact avec le capteur. 
2) Transmission des données à une application sur le téléphone, qui gère l'interface du wattmètre.

Projet

Intérêt : obtenir une estimation très rapide et pratique de la puissance instantanée consommée par un moteur, via une interface utilisateur simple. 

Le projet s'articule autour du microcontrôleur ESP32 (Espressif Systems), et ne nécessite que des composants abordables.