FR3100064A1 - Méthode de surveillance d’au moins un roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef - Google Patents

Méthode de surveillance d’au moins un roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef Download PDF

Info

Publication number
FR3100064A1
FR3100064A1 FR1909351A FR1909351A FR3100064A1 FR 3100064 A1 FR3100064 A1 FR 3100064A1 FR 1909351 A FR1909351 A FR 1909351A FR 1909351 A FR1909351 A FR 1909351A FR 3100064 A1 FR3100064 A1 FR 3100064A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
bearing
rotating electrical
electrical machine
temperature measurement
standard deviation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1909351A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3100064B1 (fr
Inventor
Franck BAQUE
Selim BARHLI
André BARROSO
Lucas ZORZI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran SA
Safran Electrical and Power SAS
Safran Engineering Services SAS
Original Assignee
Safran SA
Safran Electrical and Power SAS
Safran Engineering Services SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran SA, Safran Electrical and Power SAS, Safran Engineering Services SAS filed Critical Safran SA
Priority to FR1909351A priority Critical patent/FR3100064B1/fr
Publication of FR3100064A1 publication Critical patent/FR3100064A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3100064B1 publication Critical patent/FR3100064B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/04Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/525Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2233/00Monitoring condition, e.g. temperature, load, vibration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

Une méthode de surveillance d’au moins un premier roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef, la méthode comprenant une première phase de détermination (ETA) d’un dysfonctionnement (DYSX) comprenant : une étape de détermination d’un indicateur statistique d’endommagement à partir d’une mesure de température du premier roulement et d’une mesure de température de référence de la machine électrique tournante ; une étape de détermination d’un estimateur d’écart-type d’une distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement déterminées entre un premier instant t et un deuxième instant t+τ, τ étant compris entre 50s et 500s, une étape de comparaison de l’estimateur d’écart-type à un seuil d’écart-type prédéterminé de manière à déterminer un dysfonctionnement (DYSX) en cas de dépassement du seuil d’écart-type prédéterminé. Figure de l’abrégé : Figure 2

Description

Méthode de surveillance d’au moins un roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef
La présente invention concerne la surveillance des roulements d’une machine électrique tournante, en particulier, un générateur électrique ou un moteur électrique pour aéronef, par des mesures de température des roulements.
De manière connue, une machine électrique tournante comporte au moins un stator et au moins un rotor monté de manière rotative par rapport au stator par l’intermédiaire d’au moins un roulement. La surveillance d’un roulement permet de détecter de manière précoce une dégradation ou une rupture d’un roulement.
Dans l’art antérieur, on connait par la demande de brevet FR2916814 une méthode de surveillance d’un roulement au cours de laquelle la température d’un roulement est mesurée au cours du temps et comparée à un ou plusieurs seuils de température prédéterminés afin de déterminer une dégradation ou une rupture. En pratique, le niveau des seuils de température est complexe à régler afin de permettre, d’une part, de détecter de manière précoce une dégradation ou une rupture et, d’autre part, de limiter les fausses détections.
Un des objectifs de la présente invention est de proposer une nouvelle méthode de surveillance d’un roulement d’une machine électrique tournante par des mesures de température qui soit plus robuste, fiable et performante.
L’invention concerne une méthode de surveillance d’au moins un premier roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef, la méthode comprenant une première phase de détermination d’un dysfonctionnement comprenant :
  • une étape de détermination d’un indicateur statistique d’endommagement à partir d’une mesure de température du premier roulement et d’une mesure de température de référence de la machine électrique tournante ;
  • une étape de détermination d’un estimateur d’écart-type d’une distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement déterminées entre un premier instant t et un deuxième instant t+ τ, τ étant compris entre 50s et 500s,
  • une étape de comparaison de l’estimateur d’écart-type à un seuil d’écart-type prédéterminé de manière à déterminer un dysfonctionnement en cas de dépassement du seuil d’écart-type prédéterminé.
Grâce à la méthode de surveillance selon l’invention, on peut suivre l’évolution de l’estimateur d’écart-type, ce qui permet de manière avantageuse de détecter une perte de corrélation entre la mesure de température du premier roulement et la mesure de température de référence. Autrement dit, cela permet de mettre en avant le fait qu’une des deux mesures diverge au cours du temps. L’utilisation d’une mesure de température de référence permet avantageusement de réduire l’impact thermique des phénomènes extérieurs (effet thermique mécanique, effet thermique électrique, etc.) et ainsi limiter le risque de fausses détections. Une fenêtre de surveillance ayant une largeur τ comprise entre 50s et 500s permet de détecter des anomalies de manière réactive tout en tenant compte du temps de latence d’une machine électrique tournante. De manière préférée, l’estimateur d’écart-type est calculé sur la durée d’un vol de l’aéronef afin d’obtenir une distribution pertinente.
De préférence, la mesure de température de référence de la machine électrique tournante est une mesure de température d’un deuxième roulement de la machine électrique tournante. L’utilisation de la mesure de température d’un deuxième roulement comme mesure de température de référence permet de former un indicateur statistique d’endommagement pertinent qui met en exergue toute divergence de comportement thermique entre les deux roulements. La détection d’un dysfonctionnement est alors facilitée.
De manière préférée, l’indicateur statistique d’endommagement est obtenu par différence de la mesure de température du premier roulement à la mesure de température de référence de la machine électrique tournante. L’utilisation d’une différence de température est simple à mettre en œuvre et requiert peu de puissance de calcul. Cela permet avantageusement de consacrer la puissance de calcul à la détermination de la distribution et à la détermination de l’estimateur d’écart-type. La détection est ainsi rapide.
Selon un aspect de l’invention, la distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement est une application de Poincaré, plus connue sous sa désignation anglaise, Poincaré map. Une telle application de Poincaré permet de mettre en évidence de manière objective toute déviation de température au cours du temps sur la fenêtre de surveillance.
De préférence, l’estimateur d’écart-type correspond au petit axe d’une ellipse comprenant les points de la distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement. Un tel estimateur d’écart-type est particulièrement adapté pour une application de Poincaré et possède un coût calculateur faible, ce qui accélère la détection d’un dysfonctionnement.
Selon un aspect de l’invention, la méthode comprend une deuxième phase d’identification d’un dysfonctionnement comprenant :
  • une étape de comparaison de la mesure de température du premier roulement à une mesure de température de référence de la machine électrique de manière à obtenir une différence de températures sur une période de temps ;
  • une étape de détermination d’au moins une signature élémentaire, chaque signature élémentaire associant une évolution de la différence de températures à une évolution de la vitesse de rotation de la machine électrique tournante sur la période de temps ;
  • une étape de comparaison de chaque signature élémentaire à une base de signatures de références, chaque signature de référence étant associée à un dysfonctionnement identifié.
De manière avantageuse, une deuxième phase d’identification permet de caractériser de manière précise la nature du dysfonctionnement qui a été détecté de manière préliminaire. En pratique, une étape de comparaison à une base de signatures permet de bénéficier des retours d’expérience précédents pour améliorer la détection. Chaque signature élémentaire est particulièrement pertinente étant donné qu’elle met en relation une évolution thermique avec une évolution de vitesse pour détecter des dysfonctionnements lors de fonctionnements caractéristiques de la machine électrique tournante.
De manière préférée, une signature élémentaire est déterminée si l’évolution de la variation de vitesse est supérieure à un seuil prédéterminé. De manière avantageuse, seules des variations de vitesse importantes sont utilisées pour identifier un dysfonctionnement, ce qui limite le coût calculatoire et permet une identification rapide.
De préférence, une signature élémentaire est déterminée si l’évolution de la différence de températures est supérieure à un seuil prédéterminé. De manière avantageuse, seules des variations de température importantes sont utilisées pour identifier un dysfonctionnement, ce qui limite le coût calculatoire et permet une identification rapide.
Selon un aspect de l’invention, pour chaque signature élémentaire, la différence de températures est recalée temporellement à la vitesse de rotation de la machine électrique tournante. Une étape de recalage est pertinente pour corréler des températures qui sont mesurées sur des éléments distants de la machine tournante ou qui ont des inerties thermiques différentes.
De manière préférée, chaque signature élémentaire associe une évolution de la différence de températures à une évolution d’une température d’huile dans laquelle est baigné le premier roulement de la machine électrique tournante sur la période de temps. Une mesure de température d’huile permet d’obtenir une mesure de vitesse de manière indirecte. De manière avantageuse, toute la surveillance repose sur des mesures de température qui sont déterminables de manière pratique avec un nombre réduit d’équipements.
De préférence, la machine électrique tournante est un générateur électrique ou un moteur électrique.
L’invention concerne également un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour l’exécution des étapes de la méthode de surveillance telle que présentée précédemment, ledit programme étant exécuté par un ordinateur.
L’invention concerne en outre une unité électronique de commande pour turbomachine comprenant une mémoire incluant des instructions d’un programme d’ordinateur tel que présenté préalablement.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :
est une représentation schématique d’un générateur électrique comprenant deux roulements ;
est une représentation schématique d’une méthode de surveillance d’un générateur électrique d’un aéronef ;
est une représentation schématique d’une première phase de détermination d’un dysfonctionnement ;
est une représentation schématique de l’évolution de la température d’un roulement comprenant un dysfonctionnement ;
est une représentation schématique de l’évolution de la température de deux roulements ;
est une représentation schématique de l’évolution de l’indicateur statistique d’endommagement ;
est une représentation schématique d’une distribution de l’indicateur statistique d’endommagement entre deux instants pour un vol n°3 de l’aéronef ;
est une représentation schématique d’une distribution de l’indicateur statistique d’endommagement entre deux instants pour un vol n°4 de l’aéronef ;
est une représentation schématique d’une évolution de l’estimateur d’écart type au cours des vols de l’aéronef ;
est une représentation schématique d’une deuxième phase d’identification d’un dysfonctionnement ;
est une représentation schématique d’une évolution des températures de roulement, de la vitesse du générateur électrique et de la température d’huile.
Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.
L’invention va être présentée pour un générateur électrique pour aéronef mais l’invention s’applique à toute machine électrique tournante comprenant au moins un stator et au moins un rotor monté de manière rotative par rapport au stator par l’intermédiaire d’au moins un roulement. En particulier, l’invention s’applique également à un moteur électrique.
De même, l’invention est présentée dans le domaine aéronautique mais il va de soi qu’elle s’applique également à d’autres domaines techniques, en particulier, le transport ou l’industrie.
En référence à la figure 1, il est représenté un générateur électrique 1 comprenant deux roulements : un premier roulement R1 et un deuxième roulement R2. Il va de soi que le générateur électrique 1 pourrait comprendre uniquement un roulement ou plus de deux roulements. Dans cet exemple, chaque roulement R1, R2 comporte des éléments de roulement en particulier, des billes, des rouleaux ou analogues.
Dans cet exemple, le générateur électrique 1 comporte un dispositif de mesure 2 de la température T1 du premier roulement R1 et de la température T2 du deuxième roulement R2. Néanmoins, il va de soi que le générateur électrique 1 pourrait comprendre un dispositif de mesure dédié à chaque roulement R1, R2.
Par la suite, il va être présenté la surveillance d’un premier roulement R1 d’un générateur électrique 1 d’un aéronef 100 comme illustré à la figure 2.
Dans cet exemple, l’aéronef 100 est relié à une station au sol par un lien de communication sans fil afin de traiter les différentes mesures obtenues sur le générateur électrique 1. Néanmoins, il va de soi que la méthode de surveillance pourrait être mise en œuvre de manière embarquée dans l’aéronef 100, en particulier, dans un calculateur.
Dans cet exemple de mise en œuvre, la méthode de surveillance comporte une première phase de détermination ETA d’un dysfonctionnement DYSX et une deuxième phase d’identification ETB du dysfonctionnement DYSX. L’identifiant IdDYS du dysfonctionnement DYSX est ensuite transmis à l’aéronef 100 afin que des corrections opérationnelles soit appliquées au générateur électrique 1. Une opération de maintenance ciblée peut également être planifiée suite à l’identification.
Dans cet exemple, en référence à la figure 3, la première phase de détermination d’un dysfonctionnement ETA comporte une étape de comparaison d’une mesure de la température T1 du premier roulement R1 à une mesure de température de référence du générateur électrique 1. Dans cet exemple de mise en œuvre, la mesure de température de référence du générateur électrique 1 est une mesure de température T2 du deuxième roulement R2.
En référence à la figure 3, la première phase ETA comporte une étape de détermination A1 d’un indicateur statistique d’endommagement ∆T à partir des températures courantes T1, T2 du premier roulement R1 et du deuxième roulement R2. Dans cet exemple, le premier roulement R1 comporte un dysfonctionnement DYSX qui est représenté à la figure 4 représentant la courbe de température T1 du premier roulement R1 au cours du temps. Dans cet exemple de mise en œuvre, l’indicateur statistique d’endommagement ∆T est égal à la différence entre les températures courantes T1, T2 comme illustré aux figures 5 et 6.
Un tel indicateur statistique d’endommagement ∆T permet avantageusement de réduire l’impact de l’environnement extérieur du générateur électrique 1 (température extérieure, etc.) qui peut varier de manière importante dans un contexte aéronautique.
Dans cet exemple, on mesure une variation de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T sur une fenêtre de surveillance [t ; t+τ] dont la largeur τ est faible, de préférence, comprise entre 50s et 500s, de préférence encore, entre 50s et 200s. Par la suite, la largeur τ est fixée à 100s. Une surveillance sur une telle fenêtre temporelle permet de mettre en exergue les variations de température liées aux évolutions du fonctionnement du générateur électrique 1. En effet, sur une machine tournante, l’apport thermique lors du fonctionnement (de nature électrique, de nature mécanique, etc.) affecte l’ensemble de la machine tournante.
Pour évaluer de manière objective la variation de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T, il est calculé un écart type de la distribution des valeurs de variation de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T à un premier instant t et à un deuxième instant t+τ au cours d’un vol de l’aéronef.
Dans cet exemple, la distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T au premier instant t et au deuxième instant t+τ sont représentées dans une application de Poincaré pour deux vols de l’aéronef 100 aux figures 7 et 8. En particulier, l’application de Poincaré comporte en abscisse les valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T au premier instant t et en ordonnée les valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T au deuxième instant t+τ. La figure 7 représente une distribution pour un troisième vol de l’aéronef 100 tandis que la figure 8 représente une distribution pour un quatrième vol de l’aéronef 100.
En référence à la figure 3, la première phase ETA comporte une étape de détermination A2 d’un estimateur d’écart-type σ de la distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T. Dans cet exemple, pour chaque distribution de Poincaré, on définit une ellipse d’écart-type ELLv3, ELLv4 dans laquelle sont situés la majorité des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T au premier instant t et au deuxième instant t+τ. En pratique, plus le petit axe de l’ellipse d’écart-type ELLv3, ELLv4 est grand et plus l’estimateur d’écart type σ est important.
Un exemple mathématique va être dorénavant présenté dans lequel les paramètres et correspondent aux coordonnées (abscisse, ordonnée) des valeurs sur l’application de Poincaré. Chaque ellipse d’écart-type ELLv3, ELLv4 est définie par un petit axe X, un grand axe et un angle de rotation θ.
Pour points, on obtient les formules suivantes :
Ces étapes préliminaires de calcul permettent de centrer les valeurs par rapport à leurs moyennes.
L’angle de rotation θ d’une ellipse d’écart-type ELL est calculé ainsi :
Pour une ellipse d’écart-type ELL ayant un petit axe X, on obtient un estimateur de l’écart-type σ de la distribution de points dans l’ellipse ELL selon le petit axe X.
De manière avantageuse, l’estimateur de l’écart-type σ correspond à la valeur statistique d’endommagement du générateur électrique pour un vol donné. De manière avantageuse, l’estimateur de l’écart-type σ est très pertinent pour détecter un dysfonctionnement DYSX étant donné que sa valeur augmente de manière importante en présence d’un dysfonctionnement DYSX. En effet, l’augmentation de l’estimateur d’écart-type σ correspond à une perte de corrélation de l’indicateur statistique d’endommagement ∆T entre le premier instant t et le deuxième instant t+τ.
Comme illustré à la figure 9, l’estimateur d’écart-type σ demeure constant et faible pour le générateur électrique 1 jusqu’au vol n°3 (figure 7) mais augmente de manière importante à partir du vol n°4 (Figure 8). Dans cet exemple, suite à la réparation du générateur électrique 1 entre le vol n°4 et le vol n°5, on remarque que l’estimateur d’écart-type σ retrouve une valeur faible.
En référence à la figure 3, la première phase ETA comporte une étape de comparaison A3 d’un estimateur d’écart-type σ à un seuil d’écart-type prédéterminé Sσ de manière à déterminer un dysfonctionnement DYSX en cas de dépassement du seuil d’écart-type Sσ.
Dans cet exemple, le seuil d’écart-type Sσ est déterminé à partir des écarts-type mesurés précédemment au cours d’un vol pour lequel le générateur électrique 1 ne comporte pas de dysfonctionnement. A titre d’exemple, le seuil d’écart-type Sσ est pondéré d’un facteur de l’ordre de 25% et mis à jour de manière régulière. Ainsi, pour un vol donné, si l’estimateur d’écart-type σ est supérieur à plus de 25% de la moyenne des estimateur d’écart-type σ calculés précédemment (en particulier les trois derniers), un dysfonctionnement DYSX est détecté.
Une telle première phase ETA permet de tenir compte de la spécificité de chaque générateur électrique 1 et ainsi limiter les fausses détections.
Dans cet exemple, la mesure de température T2 du deuxième roulement R2 est utilisée comme mesure de température de référence du générateur électrique 1 mais il va de soi que d’autres températures pourraient convenir, par exemple, une température d’huile de refroidissement de la machine tournante lorsque la machine tournant est refroidie avec de l’huile ou une température d’air ambiant lorsque la machine tournant est refroidie avec de l’air ambiant. L’utilisation d’une température T2 d’un deuxième roulement R2 est avantageuse étant donné qu’elle varie de manière similaire à celle du premier roulement R1.
En référence à la figure 2, suite à la première phase de détermination ETA du dysfonctionnement DYSX, la méthode de surveillance comporte une deuxième phase d’identification ETB du dysfonctionnement DYSX. Ainsi, une fois identifié, il est possible de réaliser une opération de réparation préventive.
En référence à la figure 10, la deuxième phase d’identification ETB du dysfonctionnement DYSX comporte une étape de comparaison B1 d’une mesure de la température T1 du premier roulement R1 à une mesure de température de référence du générateur électrique 1. Une telle comparaison a été présentée pour la première phase ETA et ne sera pas présentée de nouveau. Les températures de référence peuvent être identiques ou différentes entre la première phase ETA et la deuxième phase ETB. Dans cet exemple, la température de référence pour la deuxième phase ETB est la température T2 du deuxième roulement R2 de manière à obtenir une différence de températures ∆T2.
En référence à la figure 10, la deuxième phase ETB comporte une étape de détermination de plusieurs signatures élémentaires HE, chaque signature élémentaire HE associe une évolution de la différence de températures ∆T2 à une évolution de la vitesse de rotation W de la machine tournante, ici du générateur électrique 1, sur une période de temps TPS. Autrement dit, chaque signature élémentaire HE associe évolution thermique et une évolution cinétique sur une période de temps TPS.
Dans cet exemple de réalisation, en référence à la figure 11, la vitesse de rotation W du générateur électrique 1 n’est pas mesurée de manière directe mais est déduite, de manière indirecte, par la mesure de la température d’huile T3 dans laquelle sont baignés les roulements R1, R2. En référence à la figure 11, il est représenté une baisse de la vitesse de rotation W sur une période de temps TPS qui se traduit par une baisse de la température d’huile T3. Au cours de cette période de temps TPS, la température T1 du premier roulement R1 augmente de manière anormale tandis que la température T2 du deuxième roulement R2 diminue de manière normale du fait de la décélération.
En pratique, les températures d’huile et de roulements sont intimement liées. En effet, les calories d’origine électrique sont transmises tout d’abord à l’huile puis via le système de refroidissement vers les roulements R1, R2. Les calories d’origine mécanique sur les roulements R1, R2 sont véhiculées en premier aux roulements puis via le système de refroidissement vers l’huile. Ainsi, une décélération du générateur électrique engendre théoriquement une chute des températures T1, T2 de roulements R1, R2 suivie par la chute de température d’huile T3 (et donc de la pression d’huile). Si ce n’est pas le cas dans les faits, il y a un défaut potentiel.
Dans cet exemple dans lequel le premier roulement R1 comporte des billes, lors d’une variation de vitesse de rotation W, les billes détériorées du premier roulement R1 changent de position et se retrouvent dans une configuration anormale, engendrant une élévation de température jusqu’à ce qu’elles retrouvent leur place nominale. Ce comportement thermique caractéristique peut être exploité pour identifier un dysfonctionnement DYSX.
Il va de soi que la méthode de surveillance pourrait être adaptée pour détecter plusieurs types de dysfonctionnements caractéristiques du générateur électrique 1.
De manière préférée, une signature élémentaire HE est formée lorsque la différence de températures ∆T2 est supérieure à un seuil prédéterminé pendant une période de temps TPS supérieure à une période de temps prédéterminée. Dans cet exemple, la période de temps prédéterminée est fixée à 30s et des mesures sont réalisées environ toutes les secondes.
De préférence encore, afin de limiter les étapes de calcul, une signature élémentaire HE est formée lorsque :
  • la différence de températures ∆T2 est supérieure à un seuil prédéterminé
  • pendant une période de temps supérieure TPS à une période de temps prédéterminée et
  • lors d’une variation de vitesse W supérieure à un seuil prédéterminé.
De manière préférée, une signature élémentaire HE n’est formée que pour une phase de vol déterminée, en particulier, lors d’une phase de croisière afin d’améliorer la pertinence de la détection.
De manière préférée, en référence à la figure 11, afin de tenir compte de l’inertie thermique entre la mesure de température T1 du premier roulement R1 et la mesure de température de l’huile T3, la différence de températures ∆T2 et le profil de vitesse W sont recalés temporellement par une durée de recalage TPSr, c’est-à-dire une temporisation, qui dépend du générateur électrique 1, par exemple, de l’ordre de 30s.
En référence à la figure 10, la deuxième phase d’identification ETB comporte une étape de comparaison des signatures élémentaires HE à une base BD de signatures de références HR. De manière préférée, les signatures de référence HR ont été obtenues par retour d’expérience. Chaque signature de référence HR est associée à un dysfonctionnement identifié IdDYS.
Une distance mathématique entre une signature élémentaire HE et chaque signature de référence HR est calculée. Si la distance mathématique est inférieure à un seuil prédéterminé, la signature élémentaire HE est associé à la signature de référence HR et on peut en déduire l’identité du dysfonctionnement IdDYS.
Si la distance mathématique est supérieure au seuil prédéterminé, le premier roulement R1 est analysé en détails pour déterminer l’identité du dysfonctionnement IdDYS. La signature élémentaire HE est associée à l’identité du dysfonctionnement IdDYS pour devenir une signature de référence HR de la base BD de signatures de références HR.
Grâce à la méthode de surveillance selon l’invention, la santé d’un roulement d’une machine tournante est surveillée de manière pertinente et tout endommagement potentiel est détecté de manière anticipée et rapide. De manière avantageuse, l’utilisation de la machine tournante peut être adaptée et une opération de réparation peut être mise en œuvre entre deux vols de l’aéronef.

Claims (10)

  1. Méthode de surveillance d’au moins un premier roulement (R1) d’une machine électrique tournante d’un aéronef, la méthode comprenant une première phase de détermination (ETA) d’un dysfonctionnement (DYSX) comprenant :
    une étape de détermination (A1) d’un indicateur statistique d’endommagement (∆T) à partir d’une mesure de température (T1) du premier roulement (R1) et d’une mesure de température de référence de la machine électrique tournante ;
    une étape de détermination (A2) d’un estimateur d’écart-type (σ) d’une distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement (∆T) déterminées entre un premier instant (t) et un deuxième instant (t+τ), τ étant compris entre 50s et 500s,
    une étape de comparaison (A3) de l’estimateur d’écart-type (σ) à un seuil d’écart-type prédéterminé (Sσ) de manière à déterminer un dysfonctionnement (DYSX) en cas de dépassement du seuil d’écart-type prédéterminé (Sσ).
  2. Méthode de surveillance selon la revendication 1, dans laquelle la mesure de température de référence de la machine électrique tournante est une mesure de température (T2) d’un deuxième roulement (R2) de la machine électrique tournante.
  3. Méthode de surveillance selon l’une des revendications 1 à 2, dans laquelle l’indicateur statistique d’endommagement (∆T) est obtenu par différence de la mesure de température (T1) du premier roulement (R1) à la mesure de température de référence de la machine électrique tournante.
  4. Méthode de surveillance selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle la distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement (∆T) est une application de Poincaré.
  5. Méthode de surveillance selon la revendication 4, dans laquelle l’estimateur d’écart-type (σ) correspond au petit axe d’une ellipse (ELL) comprenant les points de la distribution des valeurs de l’indicateur statistique d’endommagement (∆T).
  6. Méthode de surveillance selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle la méthode comprend une deuxième phase (ETB) d’identification d’un dysfonctionnement (DYSX) comprenant :
    une étape de comparaison (B1) de la mesure de température (T1) du premier roulement (R1) à une mesure de température de référence de la machine électrique de manière à obtenir une différence de températures (∆T2) sur une période de temps (TPS) ;
    une étape de détermination (B2) d’au moins une signature élémentaire (HE), chaque signature élémentaire (HE) associant une évolution de la différence de températures (∆T2) à une évolution de la vitesse de rotation (W) de la machine électrique tournante sur la période de temps (TPS) ;
    une étape de comparaison (B3) de chaque signature élémentaire (HE) à une base (BD) de signatures de références (HR), chaque signature de référence (HR) étant associée à un dysfonctionnement identifié (IdDYS).
  7. Méthode de surveillance selon la revendication 6, dans laquelle une signature élémentaire (HE) est déterminée si l’évolution de la variation de vitesse (W) est supérieure à un seuil prédéterminé.
  8. Méthode de surveillance selon l’une des revendications 6 et 7, dans laquelle une signature élémentaire (HE) est déterminée si l’évolution de la différence de températures (∆T2) est supérieure à un seuil prédéterminé.
  9. Méthode de surveillance selon l’une des revendications 6 à 8, dans laquelle, pour chaque signature élémentaire (HE), la différence de températures (∆T2) est recalée temporellement à la vitesse de rotation (W) de la machine électrique tournante.
  10. Méthode de surveillance selon l’une des revendications 6 à 9, dans laquelle chaque signature élémentaire (HE) associe une évolution de la différence de températures (∆T2) à une évolution d’une température d’huile (T3) dans laquelle est baigné le premier roulement (R1) de la machine électrique tournante sur la période de temps (TPS).
FR1909351A 2019-08-22 2019-08-22 Méthode de surveillance d’au moins un roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef Active FR3100064B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1909351A FR3100064B1 (fr) 2019-08-22 2019-08-22 Méthode de surveillance d’au moins un roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1909351 2019-08-22
FR1909351A FR3100064B1 (fr) 2019-08-22 2019-08-22 Méthode de surveillance d’au moins un roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3100064A1 true FR3100064A1 (fr) 2021-02-26
FR3100064B1 FR3100064B1 (fr) 2021-08-06

Family

ID=68987898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1909351A Active FR3100064B1 (fr) 2019-08-22 2019-08-22 Méthode de surveillance d’au moins un roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3100064B1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998039718A1 (fr) * 1997-03-04 1998-09-11 Emerson Electric Co. Systeme de diagnostic distribue
JP4147378B2 (ja) * 2002-03-08 2008-09-10 日本精工株式会社 鉄道車両用センサ付軸受装置を備えた構造体、及び構造体内の鉄道車両用センサ付軸受装置の異常検知方法
FR2916814A1 (fr) 2007-05-29 2008-12-05 Technofan Sa Ventilateur avec moyens de detection de degradation de roulements
JP2016218053A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 東海旅客鉄道株式会社 温度異常検出システム、温度異常検出方法
JP6258130B2 (ja) * 2014-06-05 2018-01-10 株式会社日立産機システム 軸受故障予兆診断装置、軸受故障予兆診断システム、及び軸受故障予兆診断方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998039718A1 (fr) * 1997-03-04 1998-09-11 Emerson Electric Co. Systeme de diagnostic distribue
JP4147378B2 (ja) * 2002-03-08 2008-09-10 日本精工株式会社 鉄道車両用センサ付軸受装置を備えた構造体、及び構造体内の鉄道車両用センサ付軸受装置の異常検知方法
FR2916814A1 (fr) 2007-05-29 2008-12-05 Technofan Sa Ventilateur avec moyens de detection de degradation de roulements
JP6258130B2 (ja) * 2014-06-05 2018-01-10 株式会社日立産機システム 軸受故障予兆診断装置、軸受故障予兆診断システム、及び軸受故障予兆診断方法
JP2016218053A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 東海旅客鉄道株式会社 温度異常検出システム、温度異常検出方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALEXIS LEBRANCHU: "Analyse de données de surveillance et synthèse d'indicateurs de défauts et de dégradation pour l'aide à la maintenance prédictive de parcs de turbines éoliennes", 9 November 2016 (2016-11-09), XP055692847, Retrieved from the Internet <URL:https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01513592/file/LEBRANCHU_2016_diffusion.pdf> [retrieved on 20200507] *

Also Published As

Publication number Publication date
FR3100064B1 (fr) 2021-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2376988B1 (fr) Standardisation de données utilisées pour la surveillance d&#39;un moteur d&#39;aéronef.
WO2010076469A1 (fr) Identification de defaillances dans un moteur d&#39;aeronef
EP3215903B1 (fr) Outil de validation d&#39;un système de surveillance d&#39;un moteur d&#39;aéronef
EP3732457B1 (fr) Procédé et dispositif de surveillance d&#39;un roulement équipant un dispositif tournant
EP2850499B1 (fr) Procédé de surveillance d&#39;une dégradation d&#39;un dispositif embarque d&#39;un aéronef avec détermination automatique d&#39;un seuil de décision
EP3123139A1 (fr) Procédé d&#39;estimation du caractère normal ou non d&#39;une valeur mesurée d&#39;un paramètre physique d&#39;un moteur d&#39;aéronef
FR2983529A1 (fr) Methode de surveillance d&#39;un dispositif de commande d&#39;un doseur de carburant d&#39;un turboreacteur
EP2966526B1 (fr) Procédé et système de fusion d&#39;indicateurs de surveillance d&#39;un dispositif
FR2983528A1 (fr) Methode de surveillance d&#39;une chaine de mesure d&#39;un turboreacteur
FR3046268A1 (fr) Systeme d&#39;exploitation de donnees de vol d&#39;un aeronef
FR3035232A1 (fr) Systeme de surveillance de l&#39;etat de sante d&#39;un moteur et procede de configuration associe
FR3028331A1 (fr) Procede de surveillance d&#39;un moteur d&#39;aeronef en fonctionnement dans un environnement donne
WO2020217004A1 (fr) Système et procédé de surveillance d&#39;un moteur d&#39;aéronef
FR3062733A1 (fr) Procede de surveillance d&#39;un equipement de type actionneur electromecanique
JP2024504289A (ja) 機械装置又は機械部品における異常を同定するための方法及び装置
FR3026882A1 (fr) Procede de determination d&#39;au moins un equipement defaillant d&#39;un aeronef et systeme correspondant
FR3100064A1 (fr) Méthode de surveillance d’au moins un roulement d’une machine électrique tournante d’un aéronef
EP2269015B1 (fr) Système optronique ir à maintenance prédictive à partir d&#39;une dérive brutale
FR3065995B1 (fr) Systeme et procede de surveillance d&#39;une turbomachine a detection d&#39;anomalie corrigee par un facteur d&#39;usure
FR2957170A1 (fr) Outil de conception d&#39;un systeme de surveillance d&#39;un moteur d&#39;aeronef
EP3938627A1 (fr) Procede de detection d&#39;une fuite eventuelle de carburant dans un circuit d&#39;huile d&#39;un moteur d&#39;aeronef
WO2022096354A1 (fr) Procédé de détermination de défaut d&#39;un rendement d&#39;un module d&#39;un turbomoteur d&#39;un aéronef
FR3140946A1 (fr) Procédé de détection d’un mode de fonctionnement d’une machine tournante, notamment pour un aéronef en cours de vol
Bannour et al. Résistance au bruit et à la rareté de la détection d’anomalies par arbre de décision de systèmes physiques simulés
WO2023073314A1 (fr) Procede de surveillance d&#39;un systeme mecanique rotatif d&#39;un aeronef

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20210226

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5