بخشی از مقاله
چکیده
این مقاله روشی برای تشخیص شدت خطای شکستگی روتور بر اساس مدلسازی و پردازش تصویر ارایه داده است. نشان داده شده است که هارمونیک های جریان در شرایط خطا بر اساس مقدار بار و شکستگی افزایش می یابد. بنابراین، روشی کاملا خودکار برای شناسایی شدت خطای شکستگی بار روتور لازم می باشد. این مقاله یک مدل دینامیکی برای انجام این کار درنظر گرفته است. برای آزمایش کارایی روش ارایه شده، چندین آزمایش انجام گرفته و مجموعه ای از داده ها قبل و بعد از اتفاق افتادن خطا در شرایط نویزی جمع آوری شده است. نتایج شبیه سازی ها و آزمایشات برای نشان دادن کارایی سیستم ارایه شده اند.
مقدمه
موتورهای القایی به عنوان یکی از اجزای اصلی بسیاری از فرآیندهای صنعتی هستند و بطور قابل ملاحظه ای به عنوان یک بخش مقرون به صرفه به کار برده می شوند. امنیت، قابلیت اطمینان، کارایی و بازدهی از مهمترین عواملی هستند که کابران اینگ.نه موتورها به آن توجه دارند. اگرچه این گونه موتورها قابلیت اطمینان دارند، در بعضی موارد با شکست هایی نیز مواجه می شوند. بنابراین در دو دهه گذشته، تعداد قابل توجهی از تحقیقات برای معرفی روشی هایی برای کنترل موتور های القایی برپایه سیگنال های لرزشی یا سیگنال هایی دیگر مانند جریان اختصاص پیدا کرده است، که چندین روش اقتصادی در این زمینه وجود دارد. - - Asfani,2012
یکی ار مهمترین روش های که برای جمع آوری اطلاعات برای کنترل سلامت اینگونه میتورها استفاده می شود، برپایه تحلیل جریان استاتور می باشد. عموما در روند تشخیص خطای موتور، سنسورها برای جمع آوری سیگنال جریان در واحد زمان استفاده می شود. - - Baccarini,2011 در سال 1997، یک روش تطبیقی آماری برای تشخیص خطا با استفاده از جریان استاتور مورد استفاده قرار گرفت. ایده اصلی در این روش این است که جریان موتور به یک سری زمانی تبدیل می شود تا با استفاده از آن تغییرات بر پایه تغییرات زمانی در موتورها تشخیص داده شود و با استفاده از آن تغییرات در مقایسه با حالت عادی تشخیص داده شود که بر اساس آن خطای اتفاق افتاده در موتور مشخص می شود.
این روش برای تشخیص خطا در روتورها شکسته در سال 1999 مورد استفاده قرار گرفته است. در سال های اخیر پیشرفت های زیادی در زمینه پردازش تصویر صورت گرفته که می توان به زمینه های تحلیل موجک و تحلیل دسته موجک اشاره نمود. این روش ها به تحقیقات بیشتری نیاز دارند و فعلا موفقیت چندانی درزمینه تشخیص خطا با استفاده از جریان موتور به دست نیاورده اند. به منظور رفع این مشکل، ایده استفاده از بردار پارک برای مکانیابی دقیق یک خطا و کاهش حجم محاسبات مورد نیاز توسط انجلو ارایه شد.
در مقاله مذکور، یک مدل دینامیکی مناسب برای شبیه سازی در رایانه قبل و بعد از حالت خطا ارایه شده است، سپس بر اساس سازوکار پردازش تصویر خطا و شدت آن تشخیص داده شده می شود. درنهایت برای نشان دادن کارایی روش ارایه شده چندین آزمایش صورت گرفته است و یک سری داده در شرایط نویزی جمع آوری شده است. نتایج شبیه سازی ها و آزمایشات برای نشان دادن کارایی سیستم ارایه شده اند.
این مقاله بصورت زیر سازماندهی شده است: در بخش دوم لیستی از خطاهای معمول در موتورهای القایی ارایه شده اند. در قسمت نخست بخش دوم، تشخیص خطا با استفاده از جریان فاز استاتور مورد بررسی قرار گرفته است و در قسمت دوم آن، مدل متقارن معرفی شده و در دو قسمت بعدی خطاهای دیگر مورد بررسی قرار گرفته اند. در قسمت اول بخش سوم، روش بردار کونکوردیا معرفی شده است و در دو قسمت بعدی روش تشخیص الگو و پردازش تصویر مورد بحث قرار گرفته اند. در نهایت نتایج شبیه سازی ها در بخش چهارم ارایه شده اند.
شرح مسئله
متداولترین خطاهای موتورهای القایی عبارتند از: خطاهای استاتور، خطاهای روتور، و خطاهای مکانیکی. بصورت تقریبی حدود %50-40 از خطاها ی موتور القایی مربوط به خطای یاتاقان، %40-30 مربوط به خطای استاتور و %10-5 مربوط به خطای روتور می باشد. - - Yahoui,1997
-1 تشخیص خطا با استفاده از جریان فاز استاتور جریان فاز استاتور بصورت مستقیم با استفاده از مبدل جریان و یا ترنسدیوسر انندازه گیری می شود و سپس فرکانس های بالا و نویز از آن برداشته می شود. برای یک زمان معین که به واحد نمونه برداری انتخاب شده بستگی دارد، یک نمای اده نقطه ای ضبط می شود. الگوریتم تبدیل فوریه سریع برای جداسازی جریان اتاتور مورد استفاده قرار می گیرد.. در یک موتور سالم این تصویر حاوی اطلاعات پایه ای دوره ای برای عنصر اساسی بوده و اثرات دیگر عناصر نادیده گرفته می شود.
در صورت وجود خطا در موتور بعضی از این اطلاعات پایه ای دچار افزایش می شوند که این تغییر با توجه به نوع و شدت آن متفاوت خواهد بود. بنابراین با شناسایی صحیح این عناصر که شامل تعداد تکرار و اندازه تغییر می باشد، میتوان نوع و شدت خطا را تشخیص داد. - - Yahoui,1997 این روش ساده بوده و تنها به اندازه گیری جریان یک فاز نیاز دارد. این موضوع باعث کاهش هزینه و مقدار حافظه مورد نیاز می شود. شکل های دو و سه تاثیر نویز برروی موتور سالم و ناسالم را نشان می دهند که مشخص می کند شناسایی نویز با استفاده از هارمونیک ها مشکل است.
