Brevet FR3083875A1 — publié le 20200117

Description Titre de l'invention : Procédé de surveillance d'une unité de générateur et unité de générateur mettant en oeuvre le procédé Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte à un procédé de surveillance d'une unité de gé- nérateur comprenant un générateur triphasé et un redresseur triphasé, l'unité de générateur étant reliée électriquement à un utilisateur et on effectue une mesure de l'intensité du courant de fonctionnement dans l'unité de générateur. En cas de défaut on génère un message de défaut. [0002] L'invention a également pour objet une unité de générateur comportant un générateur triphasé et un redresseur triphasé et qui est reliée électriquement à un utilisateur pour mettre en oeuvre le procédé. Technique antérieure [0003] Il est connu d'utiliser des générateurs pour générer de l'énergie électrique, ces gé- nérateurs convertissant en énergie électrique l'énergie mécanique sous la forme d'un mouvement de rotation. En particulier, on connaît des générateurs triphasés qui ont trois conducteurs de phase auxquels est appliquée respectivement une tension alternative. Les tensions alternatives appliquées aux conducteurs de phase sont décalées l'une par rapport à l'autre d'une période, c'est-à-dire de 120° et elles forment ainsi un système de courant triphasé. [0004] Pour générer un courant continu, on utilise des redresseurs qui comportent par exemple des diodes pour bloquer les courants alternatifs dans une direction et les laisser passer dans la direction opposée. Les redresseurs triphasés génèrent un courant continu composé d'un système de courant tournant avec par exemple six diodes. Pour générer le courant continu on relie le générateur triphasé au redresseur triphasé. Chaque conducteur de phase du générateur est relié à deux diodes du redresseur. [0005] Une telle unité composée d'un générateur triphasé et d'un redresseur triphasé est appelé unité de générateur. Les unités de générateur sont utilisées par exemple dans des véhicules automobiles pour générer une tension continue et un courant continu. Le courant continu sert par exemple à l'alimentation de consommateurs électriques du véhicule ainsi qu'à la charge de la batterie du véhicule. [0006] EXPOSE ET AVANTAGES DE L'INVENTION [0007] L'invention a pour objet un procédé de surveillance d'une unité de générateur comprenant un générateur triphasé et un redresseur triphasé, l'unité de générateur étant relié électriquement à un utilisateur, on mesure le courant de fonctionnement dans l'unité de générateur et on génère un message de défaut si l'intensité du courant de 2 fonctionnement au cours d'une rotation du rotor du générateur, varie autour d'une intensité minimale, cette intensité minimale étant inférieure ou égale à 20% de la valeur moyenne du courant de fonctionnement pendant la rotation du rotor du générateur. [0008] En d'autres termes l'invention a pour objet un procédé de surveillance d'une unité de générateur. Cette unité de générateur sert à générer une tension continue et un courant continu ; l'invention s'applique notamment au domaine des véhicules automobiles. L'unité de générateur comporte un générateur triphasé avec trois conducteurs de phase et un redresseur triphasé. Le redresseur a par exemple six diodes et chaque conducteur de phase du générateur est relié électriquement à deux diodes du redresseur. [0009] Pour l'application du procédé selon l'invention, l'unité de générateur est reliée élec- triquement à un consommateur (utilisateur). On effectue dans ces conditions la mesure de l'intensité du courant de fonctionnement généré par l'unité de générateur et la traversant. [0010] On génère un message de défaut si l'intensité du courant de fonctionnement mesuré pendant une rotation du rotor du générateur varie autour d'une intensité minimale, notamment si l'intensité du courant de fonctionnement dépasse au moins deux fois l'intensité maximale pendant une rotation du rotor du générateur et si elle passe endossons de l'intensité minimale au moins deux fois. [0011] L'intensité minimale est inférieure ou égale à 20% de la valeur moyenne du courant de fonctionnement pendant la rotation du rotor du générateur. On peut également envisager une intensité minimale inférieure ou égale à 10%, 5% ou 1% de la valeur moyenne de l'intensité du courant de fonctionnement pendant la rotation du rotor du générateur. [0012] On détecte un défaut et on génère un message de défaut correspondant si pendant une rotation du rotor du générateur l'intensité du courant de fonctionnement est plusieurs fois relativement faible, en particulier si elle tend vers zéro ou si elle est nulle. [0013] Selon un développement avantageux de l'invention, on génère également un message de défaut si l'intensité du courant de fonctionnement pendant une rotation du rotor du générateur varie autour de l'intensité maximale notamment si l'intensité du courant de fonctionnement pendant une rotation du rotor du générateur dépasse au moins deux fois l'intensité maximale et passe au moins deux fois sous l'intensité minimale [0014] L'intensité maximale est supérieure ou égale à 180% de la valeur moyenne de l'intensité du courant de fonctionnement pendant la rotation du rotor du générateur. On peut également envisager une intensité maximale supérieure ou égale à 190%, 195% ou 199% de la valeur moyenne de l'intensité du courant de fonctionnement pendant la rotation du rotor du générateur. [0015] On détecte un défaut et on génère un message du défaut correspondant, si l'intensité 3 du courant de fonctionnement pendant une rotation du rotor du générateur devient plusieurs relativement grande et notamment est au double de l'intensité moyenne. [0016] Selon un développement avantageux du procédé, le message de défaut généré concerne le générateur de l'unité si l'intensité du courant de fonctionnement pendant une rotation du rotor du générateur passe au moins douze fois sous l'intensité minimale. [0017] Le défaut détecté est par exemple une coupure électrique d'un conducteur de phase du générateur. Il peut également s'agir d'une coupure en cours de développement dans un conducteur de phase et qui se traduit par une plus forte résistance dans le conducteur de phase. [0018] Le défaut détecté est par exemple un court-circuit électrique entre deux conducteurs de phase du générateur. Il peut également s'agir d'un court-circuit en cours de développement entre deux conducteurs de phase et qui se traduit par une résistance mesurable, finie entre les deux conducteurs de phase. Il peut en particulier s'agir d'un court-circuit avec une impédance. [0019] Selon un développement avantageux du procédé, le message d'erreur généré concerne le redresseur de l'unité de générateur si l'intensité du courant de fonctionnement passe au plus six fois en-dessous de l'intensité minimale pendant une rotation du rotor du générateur. [0020] Le défaut détecté est par exemple la coupure électrique d'une diode du redresseur. Il peut également s'agir d'une coupure en cours de développement, d'une diode ou du chemin de diode correspondant et qui se traduit par une augmentation de la résistance de la diode. [0021] Le défaut détecté peut également être un court-circuit électrique dans une diode du redresseur. Il peut s'agir d'un court-circuit en cours de développement dans une diode qui se traduit par une résistance finie, mesurable, en parallèle à la diode. [0022] De façon préférentielle, la mesure du courant de fonctionnement traversant l'unité de générateur se présente sous la forme d'une détection discrète dans le temps. Il s'agit d'une fréquence de la détection discrète dans le temps qui est réglée par exemple en fonction de la vitesse de rotation du rotor du générateur. En particulier, on règle la fréquence de détection discrète dans le temps de façon que pendant une rotation du rotor du générateur, on obtienne au moins 20 valeurs détectées. Mais on peut également envisager une fréquence de détection constante pour la détection discrète dans le temps. [0023] Le procédé selon l'invention s'applique avantageusement à un véhicule automobile. [0024] L'invention concerne également une unité de générateur utilisable notamment pour tester le procédé de l'invention. L'unité de générateur comprend un générateur triphasé avec trois conducteurs de phase et un redresseur triphasé. Le redresseur comprend par exemple six diodes et chaque conducteur de phase du générateur est relié à deux diodes du redresseur. L'unité de générateur est reliée électriquement à un utilisateur (consommateur). [0025] Pour simuler un court-circuit entre deux conducteurs de phase, on relie les deux conducteurs de phase du générateur triphasé par un élément de résistance. [0026] L'invention a également pour objet une autre unité de générateur destinée notamment à tester le procédé selon l'invention. Cette unité de générateur comprend un générateur triphasé avec trois conducteurs de phase et un redresseur triphasé. Le redresseur a par exemple six diodes et chaque conducteur de phase du générateur est relié à deux diodes du redresseur. L'unité de générateur est relié électriquement à un utilisateur (consommateur). [0027] Pour simuler une coupure/interruption d'un conducteur de phase dans le générateur triphasé, on branche un élément de résistance dans le conducteur de phase entre le générateur et deux diodes. [0028] L'invention a également pour objet une unité de générateur notamment destinée à tester le procédé selon l'invention. L'unité de générateur comprend un générateur triphasé avec trois conducteurs de phase et un redresseur triphasé. Le redresseur comprend par exemple six diodes et chaque conducteur de phase du générateur est relié à deux diodes du redresseur. L'unité de générateur est reliée électriquement à un consommateur/utilisateur. [0029] Pour simuler la coupure d'une diode, on branche un élément de résistance en série avec une diode du redresseur. [0030] L'invention a également pour objet une unité de générateur notamment destinée à tester le procédé selon l'invention. L'unité de générateur comprend un générateur triphasé avec trois conducteurs de phase et un redresseur triphasé. Le redresseur a par exemple six diodes et chaque conducteur de phase du générateur est relié à deux diodes du redresseur. L'unité de générateur est reliée électriquement à un utilisateur/ consommateur. [0031] Pour simuler le court-circuit d'une diode on branche un élément de résistance en parallèle à une diode du redresseur. [0032] Cette unité de générateur selon l'invention qui permet de simuler un quelconque défaut dans l'unité de générateur, peut avantageusement être appliquée à un poste d'essai pour faire des essais de fonctionnement d'un véhicule automobile. [0033] AVANTAGES DE L'INVENTION [0034] Le procédé selon l'invention permet de détecter de façon garantie des défauts notamment des courts-circuits et des coupures dans une unité de générateur. En particulier de tels défauts pourront être détectés en sécurité pour des vitesses de rotation relativement faibles du générateur et pour des intensités de courant de fonctionnement relativement faibles. 11 n'est pas nécessaire de mesurer les courants d'excitation ou les tensions d'excitation clans le générateur. 11 n'est pas non plus nécessaire de mesurer les tensions de phase dans les conducteurs de phase ou les tensions de sortie de l'unité de générateur. Les défauts dans l'unité de générateur pourront se détecter par l'exploitation de la courbe du courant de fonctionnement. Cela permet notamment de distinguer si le défaut détecté concerne le générateur ou un conducteur de phase ou un redresseur ou des diodes. Par l'exploitation appropriée la courbe du courant de fonctionnement, on peut en outre déterminer si un court-circuit ou une coupure est la cause du défaut. De façon avantageuse, le procédé selon l'invention permet de détecter des défauts tels que des courts-circuits ou des coupures/interruptions dans l'unité de générateur, c'est-à-dire dès l'amorce du développement d'un tel défaut. Cela permet de faire des interventions avant que le défaut ne se produise dans sa totalité. Brève description des dessins [0035] La présente invention sera décrite ci-après dc manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation d'un procédé dc surveillance d'une unité de générateur ainsi qu'une unité de générateur selon l'invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels : [0036[ [fig.1] première unité de générateur pour tester le procédé selon l'invention, [0037] [fig.2] seconde unité de générateur pour tester le procédé selon l'invention, [0038[ [fig.3] troisième unité de générateur pour tester le procédé selon l'invention, [0039] [fig.4] quatrième unité de générateur pour tester le procédé selon l'invention, [0040[ W8.51 courbe du courant dc fonctionnement dans la première unité de générateur, [0041] [fig.6] courbe du courant dc fonctionnement dans la seconde unité dc générateur, [00421 [fig.7] courbe du courant dc fonctionnement traversant la troisième unité de gé- nérateur, et [0043[ [fig.8] courbe du courant dc fonctionnement traversant la quatrième unité dc gé- nérateur. [0044] DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION [0045[ La figure I montre une première unité dc générateur II pour tester le procédé selon l'invention. La première unité de générateur 11 comporte un générateur triphasé 20 ayant un premier conducteur de phase 21, un second conducteur de phase 22 et un troisième conducteur de phase 23. La première unité de générateur 11 comporte en outre un redresseur triphasé 30 ayant une première diode positive 31, une seconde diode positive 32, une troisième diode positive 33, une première diode négative 34, une seconde diode négative 35 et une troisième diode négative 36. La première diode positive 31 et la première diode négative 34 sont reliées électriquement au premier conducteur de phase 21. La seconde diode positive 32 et la seconde diode négative 35 6 sont reliées électriquement au second conducteur de phase 22. La troisième diode positive 33 et la troisième diode négative 36 sont reliées électriquement au troisième conducteur de phase 23. [0046] Le second conducteur de phase 22 et le troisième conducteur de phase 23 sont reliés l'un à l'autre par un élément de résistance ou élément résistant 55. L'élément résistant 55 se présente par exemple sous la forme d'une résistance ohmique et il simule un court-circuit électrique qui se développe entre le second conducteur de phase 22 et le troisième conducteur de phase 23. Cet élément de résistance 55 a une résistance de 0,1 Ohm. [0047] La figure 2 montre une seconde unité de générateur 12 pour tester le procédé selon l'invention. La seconde unité de générateur 12 comporte un générateur triphasé 20 avec un premier conducteur de phase 21, un second conducteur de phase 22 et un troisième conducteur de phase 23. La première unité de générateur 11 comporte un redresseur triphasé 30 ayant une première diode positive 31, une seconde diode positive 32 et une troisième diode positive 33 ainsi qu'une première diode négative 34, une seconde diode négative 35 et une troisième diode négative 36. La première diode positive 31 et la première diode négative 34 sont reliées électriquement au premier conducteur de phase 21. La seconde diode positive 32 et la seconde diode négative 35 sont reliées au second conducteur de phase 22. La troisième diode positive 33 et la troisième diode négative 36 sont reliées électriquement au troisième conducteur de phase 23. [0048] Un élément de résistance 55 est installé dans le premier conducteur de phase 21. L'élément de résistance 55 est par exemple sous la forme d'une résistance ohmique qui simule une coupure croissante du premier conducteur de phase 21. L'élément de résistance 55 a ici une résistance de 0,1 Ohm. [0049] La figure 3 montre une troisième unité de générateur 13 pour tester le procédé selon l'invention. La troisième unité de générateur 13 compote un générateur triphasé 20 avec un premier conducteur de phase 21, un second conducteur de phase 22 et un troisième conducteur de phase 23. La première unité de générateur 11 comporte en outre un redresseur, un redresseur triphasé 30 ayant une première diode positive 31, une seconde diode positive 32 et une troisième diode positive 33 ainsi qu'une première diode négative 34, une seconde diode négative 35 et une troisième diode négative 36. La première diode positive 31 et la première diode négative 34 sont reliées au premier conducteur de phase 21. La seconde diode positive 32 et la seconde diode négative 35 sont reliées au second conducteur de phase 22. La troisième diode positive 33 et la troisième diode négative 36 sont reliées au troisième conducteur de phase 23. [0050] Un élément de résistance 55 est branché électriquement en série avec la troisième diode positive 33. L'élément de résistance 55 est par exemple sous la forme d'une ré- 7 sistance ohmique simulant une coupure qui se développe pour la troisième diode positive 33. L'élément de résistance 55 a ici une valeur égale à 0,1 Ohm. [0051] La figure 4 montre une quatrième unité de générateur 14 pour tester le procédé et son invention. La quatrième unité de générateur 14 comprend un générateur triphasé 20 ayant un premier conducteur de phase 21, un second conducteur de phase 22 et un troisième conducteur de phase 23. La quatrième unité de générateur 14 comporte en outre un redresseur triphasé 30 ayant une première diode positive 31, une seconde diode positive 32 et une troisième diode positive 33 ainsi qu'une première diode négative 34, une seconde diode négative 35 et une troisième diode négative 36. La première diode positive 31 et la première diode négative 34 sont reliées au premier conducteur de phase 21. La seconde diode positive 32 et la seconde négative 35 sont reliées au second conducteur de phase 22. La troisième diode positive 33 et la troisième diode négative 36 sont reliées au troisième conducteur de phase 23. Un élément de résistance 55 est branché en parallèle sur la troisième positive 33. L'élément de résistance 55 est par exemple sous la forme d'une résistance ohmique qui simule un court-circuit électrique se développant dans la troisième diode positive 33. L'élément de résistance 55 a ici une valeur de 0,1 Ohm. [0052] La figure 5 montre la courbe du courant de fonctionnement IB en fonction du temps t dans la première unité de générateur 11. Dans la première unité de générateur 11 on a simulé un court-circuit qui se développe entre le second conducteur de phase 22 et le troisième conducteur de phase 23. [0053] Dans le présent exemple, le rotor du générateur 20 tourne à une vitesse de rotation d'environ 1 800 Ilimin (tours/min) Il en résulte que le rotor du générateur 20 tourne avec une période T égale à 33 1/3 ms. Dans le présent exemple, la valeur moyenne ID du courant de fonctionnement 1113 pendant la rotation du rotor du générateur 20 est d'environ 20 A. L'intensité minimale Imin est dans ce cas fixée à 20% de la valeur moyenne ID, c'est-à-dire 4 A. L'intensité maximale Imax est dans le cas présent fixée à 180% de la valeur moyenne ID, c'est-à-dire 36 A. [0054] L'intensité du courant de fonctionnement IB varie pendant la rotation du rotor du gé- nérateur 20, c'est-à-dire pendant la période T autour de l'intensité minimale Imin Dans le présent exemple, l'intensité du courant de fonctionnement IB pendant une rotation du rotor du générateur 20 c'est-à-dire pendant la période T passe douze fois en dessous de l'intensité minimale Imin [0055] La valeur de l'intensité du courant de fonctionnement IB varie pendant la rotation du rotor du générateur 20 c'est-à-dire pendant la période T également autour de l'intensité maximal Imax. Dans le présent exemple, la valeur de l'intensité du courant de fonctionnement IB pendant la rotation du rotor du générateur 20 c'est-à-dire pendant la période T, dépasse douze fois l'intensité maximale Imax du courant. 8 [0056] La figure 6 montre la courbe du courant de fonctionnement IB dans la seconde unité de générateur 12 en fonction du temps t. La seconde unité de générateur 12 simule une coupure qui se développe dans le premier conducteur de phase 21. [0057] Dans cet exemple, le rotor du générateur 20 tourne à une vitesse de rotation d'environ 1 800 U/min (tours/min). Il en résulte pour une rotation du rotor du générateur 20, une période T égale à 33 1/3 ms. Dans le présent exemple, la valeur moyenne ID de l'intensité du courant de fonctionnement IB pendant la rotation du rotor du générateur 20 est d'environ 20 A. L'intensité minimale Imin est dans le cas présent 20% de la valeur moyenne ID, c'est-à-dire 4 A. L'intensité maximale Irnax est dans le cas présent égale à 180% de la valeur moyenne ID, c'est-à-dire 36 A. [0058] L'intensité du courant de fonctionnement IB varie pendant une rotation du rotor du générateur 20 c'est-à-dire pendant la période T autour de l'intensité minimale Imin. Dans le présent exemple, la valeur de l'intensité du courant de fonctionnement IB pendant une rotation du rotor du générateur 20 c'est-à-dire pendant la période T, passe douze fois en-dessous de l'intensité minimale Imin. [0059] La valeur de l'intensité du courant de fonctionnement IB varie pendant la rotation du rotor du générateur 20, c'est-à-dire pendant la période T également autour dc l'intensité maximale Imax. Dans le présent exemple, la valeur de l'intensité du courant de fonctionnement IB pendant une rotation du rotor du générateur 20, c' est-à- dire pendant la période T, dépasse douze fois l'intensité maximale Imax. [0060] La figure 7 montre la courbe du courant de fonctionnement IB dans la troisième unité de générateur 13 en fonction du temps t. Dans le cas de cette troisième unité de générateur 13, on simule une interruption qui se développe dans la troisième diode positive 33. [0061] Dans le présent exemple, le rotor du générateur 20 tourne à une vitesse de rotation d'environ 1 800 U/min (tours/min) Il en résulte, pour une rotation du rotor du générateur 20, une période T égale à 33 1/3 ms. Dans le présent exemple, la valeur moyenne de l'intensité ID du courant de fonctionnement IB pendant la rotation du rotor du générateur 20 est d'environ 20 A. L'intensité minimale Imin est de 20% de la valeur moyenne ID c'est-à-dire 4 A. L'intensité maximale Imax correspond dans le cas présent à 180% de la valeur moyenne ID c'est-à-dire 36 A. [0062] La valeur de l'intensité de fonctionnement TB varie pendant une rotation du rotor du générateur 20 c'est-à-dire pendant la période T autour de l'intensité minimale Imin. Dans le présent exemple, la valeur de l'intensité du courant de fonctionnement IB pendant une rotation du rotor du générateur 20, c'est-à-dire pendant la période T, passe six fois en-dessous de l'intensité minimale Imin [0063] La valeur du courant de fonctionnement TB varie pendant la rotation du rotor du gé- nérateur 20, c'est-à-dire pendant la période T également autour de l'intensité maximale 9 Imax. [0064] La figure 8 montre la courbe de l'intensité du courant de fonctionnement IB traversant la quatrième unité de générateur 14 en fonction du temps t. Dans le cas de la quatrième unité de générateur 14, on a simulé un court-circuit qui se développe dans la diode positive 33. [0065] Dans cet exemple, le rotor du générateur 20 tourne à une vitesse de rotation d'environ 1 800 U/min (tours/min). Il en résulte pour une rotation du rotor du générateur 20, une période T égale à 33 1/3 ms. Dans le présent exemple, la valeur moyenne ID de l'intensité du courant de fonctionnement 1-13 au cours de la rotation du rotor du générateur 20 est de l'ordre de 20 A. L'intensité minimale Imin représente dans le cas présent 20% de la valeur moyenne ID c'est-à-dire 4 A. L'intensité maximale Imax est dans le cas présent égale à 180% de la valeur moyenne ID c'est-à-dire 36 A. [0066] L'intensité du courant de fonctionnement IB varie pendant la rotation du rotor du gé- nérateur 20, c'est-à-dire pendant la période T, autour de r intensité minimale Imin. Dans le présent exemple la valeur de l'intensité du courant de fonctionnement IB pendant la rotation du rotor du générateur 20, c'est-à-dire pendant la période T passe six fois en-dessous de l'intensité minimale Imin. [0067] L'intensité du courant de fonctionnement IB varie pendant la rotation du rotor du gé- nérateur 20, c'est-à-dire pendant la période T, autour de r intensité maximale Imax. Dans le présent exemple, l'intensité du courant de fonctionnement IB pendant la rotation du rotor du générateur 20 c'est-à-dire pendant la période T, dépasse six fois l'intensité maximale Imax. [0068] NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX [0069] 11 Première unité de générateur [0070] 12 Seconde unité de générateur [0071] 20 Générateur triphasé [0072] 21 Premier conducteur de phase [0073] 22 Second conducteur de phase [0074] 23 Troisième conducteur de phase [0075] 30 Redresseur triphasé [0076] 31 Première diode positive [0077] 32 Seconde diode positive [0078] 33 Troisième diode positive [0079] 34 Première diode négative [0080] 35 Seconde diode négative [0081] 36 Troisième diode négative [0082] 55 Elément de résistance/élément résistant [0083] T Période/durée d'une période [0084] IB Courant de fonctionnement [0085] ID Valeur moyenne du courant de fonctionnement [0086] Itnin Intensité minimale [0087] Itnax Intensité maximale [0088] t Temps 11 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]