Surveillance plus efficace des éoliennes et des véhicules électriques

Le chercheur Sveinung Attestog montre dans une nouvelle étude comment nous pouvons détecter plus rapidement les défauts des machines largement utilisées dans les éoliennes et les voitures électriques. C’est quelque chose qui pourrait être payant pour les clients de l’électricité et les propriétaires de voitures.

« Une surveillance et un diagnostic efficaces des machines électriques des éoliennes et des véhicules électriques pourraient rendre leur fonctionnement plus abordable et contribuer à rendre l’exploitation et la maintenance plus sûres », déclare Attestog.

Il travaille comme stagiaire chez Agder Energi. Il vient d’obtenir son doctorat à l’Université d’Agder (UiA). Sa thèse porte sur le dépannage de moteurs électriques à différentes vitesses et charges.

La modélisation et le diagnostic de pannes à l’aide de l’intelligence artificielle sont les maîtres mots de sa thèse. Mais la recherche est aussi fondée sur la pratique. Les modèles mathématiques ont été testés en laboratoire à l’Université d’Agder.

Les machines électriques, telles que les moteurs ou les générateurs, jouent un rôle clé dans les véhicules électriques, les éoliennes et de nombreux autres produits.

« J’ai examiné comment dépanner efficacement les moteurs électriques et les générateurs qui convertissent entre l’énergie mécanique et électrique, comme les véhicules électriques et les éoliennes », explique Attestog.

Le moteur qu’il a étudié est populaire car il prend relativement peu de place, mais a toujours un rendement élevé et un couple élevé. En termes techniques, on parle de moteur synchrone à aimant permanent (PMSM).

Un suivi plus efficace

Aujourd’hui, les contrôles et inspections sont en grande partie programmés selon le calendrier. L’équipement est contrôlé lorsqu’il est supposé qu’il a besoin d’être entretenu ou remplacé. Les voitures sont contrôlées tous les deux ans, par exemple, et les éoliennes tous les ans.

Mais maintenant, des chercheurs comme Attestog poussent pour trouver des solutions indépendantes du calendrier, capables de détecter rapidement l’usure et de remédier aux problèmes pour éviter les accidents.

« Plus tôt nous détectons les erreurs, plus elles sont faciles à traiter. Il est important pour les conducteurs et les consommateurs d’électricité que le moteur d’une voiture électrique et le générateur d’une éolienne fonctionnent de manière optimale », déclare Attestog.

Il est également dans l’intérêt des concessionnaires automobiles et des compagnies d’électricité que les machines des voitures et des éoliennes fonctionnent au mieux.

Courts-circuits, usure

Les défauts du moteur sont généralement dus à une utilisation incorrecte ou à l’usure. Les courts-circuits sont des défauts fréquents.

« Des schémas de surveillance et de diagnostic efficaces des pannes sont nécessaires pour détecter les pannes à un stade précoce. Cela garantira des opérations sûres, accélérera la maintenance de l’équipement et réduira les temps d’arrêt et les coûts », déclare Attestog.

Maintenance

Toutes les machines doivent être entretenues à intervalles réguliers, en particulier les équipements utilisés régulièrement et les équipements constamment exposés à des conditions météorologiques difficiles.

Les éoliennes offshore, par exemple, sont exposées aux intempéries et à l’eau salée. Les voitures électriques roulent sur des routes d’hiver salées qui provoquent la corrosion des véhicules.

Un moteur est également soumis à des contraintes et à une usure en fonction de la vitesse et de la puissance auxquelles il fonctionne.

Solutions plus rapides

Ce sont parmi les contributions les plus importantes de la thèse d’Attestog :

• Développé et testé deux solutions qui détectent les défauts du moteur plus rapidement qu’auparavant
• Développement et test d’une nouvelle méthode d’intelligence artificielle pour rechercher des défauts indépendamment de la vitesse et de la sollicitation du moteur
• Surveillance simplifiée du moteur en utilisant moins d’équipement, réduisant le nombre de capteurs de 12 à 2

« L’avantage de l’intelligence artificielle, c’est qu’on peut détecter des pannes sans avoir à connaître les détails de la puissance et des performances des moteurs », explique le chercheur.

L’intelligence artificielle résout les problèmes

Les synonymes d’intelligence artificielle dans ce contexte sont l’apprentissage automatique et l’apprentissage par renforcement.

Lors du calcul du fonctionnement d’un moteur, le chercheur commence avec plus de données sur le moteur fonctionnant sans défauts qu’avec des défauts. Mais l’intelligence artificielle résout ce problème, que les chercheurs appellent des ensembles de données déséquilibrés.

« Pour le dire simplement, je l’ai codé pour que l’intelligence artificielle soit récompensée pour la détection des défauts. C’est pourquoi l’intelligence artificielle met l’accent sur les défauts et apprend à les détecter », explique Attestog.

Fourni par l’Université d’Agder