بخشی از مقاله
چکیده
ماشین سنکرون مغناطیس دائم جزو ماشین های پرکاربرد در صنایع امروزی می باشد. بنابراین تشخیص خطای به موقع آن برای جلوگیری از آسیب به صنایع وابسته امری ضروری به نظر می رسد.در این مقاله یک روش هوشمند برای تشخیص خطای حلقه PMSM ارائه شده است. بدین منظور جریان استاتور سه فاز استخراج شده است. سپس مقادیر موثر جریان سه فاز محاسبه گردید. در مرحله بعدی با استفاده از تبدیل موجک علاوه بر نویززدایی، با برجسته سازی سیگنال در لحظه وقوع خطا از آن برای طراحی سیستم فازی تشخیص خطا استفاده شده است.
خروجی سیستم فازی وضعیت ماشین PMSM را نشان می دهد. واژگان کلیدی: تشخیص خطا ، PMSM، منطق فازی ، تبدیل موجک
مقدمه
امروزه استفاده از ماشین سنکرون مغناطیس دائم به دلیل بازدهی بالای آن ،نسبت بالای گشتاور به وزن موتور، قدرت بالا، پاسخ سریعترو ساختار محکم آن رو به افزایش است، بویژه در صنایعی که نیاز به قابلیت اطمینان بالایی دارند. بنابراین تشخیص خطای به موقع باعث افزایش قابلیت اطمینان سیستم و همچنین باعث صرفه جویی در هزینه و جلوگیری از تعمیرات پرهزینه تر می شود. برای تشخیص خطای ماشین PMSM از روشهای مختلفی استفاده شده است.
بعنوان مثال در مرجع یک مدل تحلیلی از PMSM ارائه شده است که بر اساس آن شار الکترومغناطیسی در فاصله هوایی با استفاده از نرم افزار مکسول بررسی شده است، این مقاله برای تحلیل موتور در شرایط خطا فرکانسهای طبیعی بخش های مختلف آن را مورد تحلیل قرار داده است. این کار با استفاده از روش تحلیل المان اجزای محدود انجام شده است. در این مقاله حالتهای مختلف کاری ماشین با تغییر برخی پارامترهای مدل مورد بررسی قرار گرفته است، همچنین ناهم محوری روتور با استفاده از تحلیل سیگنال لرزش بررسی شده است.
مرجع از یک فیلتر کالمن برای تشخیص خطای PMSM استفاده کرده است. فیلتر کالمن که بطور گسترده ای در کنترل تطبیقی ماشین مورد استفاده قرار می گیرد، بعنوان یک رویتگر خطا در این مقاله استفاده شده است. سیستم تشخیص خطا در بر اساس شکل توسعه یافته فیلتر کالمن و با کمک مدل موتور در قاب dq طراحی شده است. این سیستم با شناسایی پارامترها ی موتور در هنگام بروز خطاهای الکتریکی مورد آزمایش قرار گرفته است که نتایج تجربی مرجع نیز کارایی این روش را نشان داده است و اینکه عدم قطغیت پارامترها در هنگام بروز خطا با تعریف یک آستانه برای پارامترهای شناسایی شده بهبود می یابد.
در مرجع خطای اتصال کوتاه PMSM با استفاده از یک تخمین گر نیروی الکتروموتوری تشخیص داده شده است. این تخمین گر با تعقیب جریان کار می کند و در طراحی آن ملاحظات دمایی و اشباع ماشین نیز مورد بررسی قرار گرفته شده است. خطا با اندازه گیری اختلاف بین نیروی الکتروموتوری تخمین زده شده و مرجع تشخیص داده شده است. مرجع خطای ماشین PMSM را در هنگام کار و در سرعتهای مختلف مورد بررسی قرار داده است. در این مقاله با استفاده از دو مولفه هارمونیک سوم جریان و مولفه توالی صفر ولتاژ خطای ماشین تحلیل شده است همچنین از فیلتر کالمن برای دنبال کردن هارمونیکهای خواسته شده در سرعتهای مختلف ماشین در هنگام کار استفاده شده است.
این مقاله نشان داده است که سیستم آشکارساز معرفی شده بخوبی قادر به تشخیص خطا می باشد.مرجع برای بررسی خطای اتصال کوتاه PMSM القای متقابل سیم پیچ های موتور را در حالت خطا محاسبه کرده است و با مقایسه آن با حالت سالم نتیجه گرفته است که در حالت خطا بدلیل خارج شدن برخی از سیم پیچ ها، القای متقابل نیز دچار تغییر می شود و در نتیجه می توان با اندازه گیری آن خزا را تشخیص داد.
مرجع با گسترش مدل PMSM در شرایط خطا به بررسی آن پرداخته است. در این مقاله تنها به بررسی جنبه های مکانیکی این خطا پرداخته شده است و بدین منظور مدل پیشنهادی که با روش المان اجزا محدود انجام شده است، از مدل مداری استفاده نشده است. در این مقاله با استفاده از شناسایی پارامترها در دو حالت سالم و خطا و اندازه گیری اختلاف آن خطا تشخیص داده شده است. در مرجع عنوان شده است که مشکلات عایق بندی از دلایل اصلی ایجاد خطای حلقه در PMSM هستند، که البته بسته به اینکه کدام قسمت مشکل وجود داشته باشد، منجر به خطاهای دیگر نیز می شوند.
بیشتر مقاله ها به بررسی به بررسی یک خطای موجود پداخته اند، ولی مرجع خطاهای گذرا را نیز مورد بررسی قرار داده است. این مقاله خطای گذرای اتصال کوتاه حلقه را با استفاده از اندازه گیری اختلاف موجود در پارامترهای مدل تشخیص داده است. مرجع به بررسی جریان استاتور PMSM در حالت خطا پرداخته استدر این مقاله هارمونیکهای جریان دچار تغییراتی می شوند که با بررسی ان می توان خطا را تشخیص داد.
مرجع یک سیستم نروفازی برای تشخیص خطا طراحی کرده است. در این مقاله با استفاده از شبیه سازی موتور در دو حالت سالم و خطا داده های مورد نیاز برای آموزش شبکه بدست آمده است و همچنین این شبکه در حالت عملی نیز آزمایش شده است که نتیجه آن تشخیص درست خطای PMSM بوده است. مرجع با استفاده از بررسی شار فاصله هوایی در حالتهای سالم و خطا به بررسی خطای اتصال کوتاه پرداخته است، این مرجع نشان داده است که بررسی سیم پیچ ها در حالت خطا و تاثیر آن روی فاصله هوایی و شار القایی متقابل راحت ترین را ه برای تشخیص خطای اتصال کوتاه PMSM می باشد.
یکی از رایج ترین خطاهایی که ممکن است در ماشین های PMSM رخ دهد، انواع خطاهای الکتریکی هستند که در سیم پیچی استاتور اتفاق می افتند. کارشناسان معتقدند که منشا اغلب خطاهای الکتریکی که در سیم پیچ استاتور رخ می دهد از خطای اتصال کوتاه حلقه به حلقه در سیم پیچی هاست که در نهایت رشد کرده و منجر به بروز چنین خطاهایی می گردد. بنابراین تشخیص این خطا بسیار ضروری به نظر می رسد. در این مقاله با استفاده از طراحی یک سیستم هوشمند به تشخیص خطا پرداخته شده است.
بدین منظور نخست جریان استاتور در حالت خطا استخراج شده است، سپس مقادیر موثر جریان محاسبه شد و سپس تبدیل موجک روی آن اعمال شد. خروجی آن به سیستم فازی طراحی شده داده شد و وجود خطا و میزان شدت آن بصورت هوشمند تشخیص داده شد.
