%36تخفیف

تشخیص خطای کوپلینگ در موتور القایی با استفاده از تبدیل موجک بسته ای

تعداد 109صفحه در فایل word

كارشناسي ارشد(M.Sc)

گرایش: برق- قدرت

عنوان:

تشخیص خطای کوپلینگ در موتور القایی با استفاده از تبدیل موجک بسته ای

چکیده

به علت اهمیت کار پیوسته موتورها در صنعت و فرسودگی آنها در اثر عملکرد مداوم و تنش های مختلف و نیاز به نگهداری و مراقبت دائم در این وسیله، عیب یابی به موقع آنها از اهمیت فنی و اقتصادی زیادی برای صنعت برخوردار است. عیب یابی در جهت افزایش کارائی، بالا بردن کیفیت و کمیت تولید، جلوگیری از حوادث ناشی از خرابی موتورهای بزرگ در محیط های صنعتی، جلوگیری از هزینه های اضافی و کمتر کردن هزینه های نگهداری نقش بسزائی دارد. تمام عیوب ایجاد شده در موتور ابتدا بطور مشخص معلوم نمی شوند و درک دیر هنگام باعث تحمل ضرر و زیان های زیادی خواهد بود و از طرفی بعضی از عیوب موتورها نیز حتی با باز کردن موتور نیز قابل مشاهده نیستند. بطور مثال شکستگی میله های روتور اگر به موقع تشخیص و رفع نگردد باعث تخریب روتور و استاتور و از کار افتادن موتور می شود، از این لحاظ در این پایان نامه سعی شده روش مناسبی جهت شناسایی و تشخیص این عیوب ارائه شود. خطاهای ایجاد شده در موتور بصورت فرکانس های مشخص برای هر خطا در سیگنال جریان استاتور قابل مشاهده هستند. برای مشخص کردن دامنه و فرکانس مولفه های ایجاد شده ( که نسبتا پهنای باند زیادی نیز دارند ) توسط هر خطا، احتیاج به یک پردازش سیگنال[1] قوی می باشد که بتواند دامنه و فرکانس آنها را با دقت مناسب مشخص کند. از فرکانس های موجود در سیگنال با توجه به فرکانسی که هر خطا ایجاد می کند وضعیت سلامت[2] موتور تشخیص داده می شود.

با توجه به اینکه محدوده فرکانس های ایجاد شده برای خطاهای مختلف، وسیع است در این پایان نامه از تبدیل موجک[3] برای پردازش سیگنال استفاده شده است. با استفاده از موجک توانایی محاسبه فرکانس های کم در موتور تا فرکانس های ارتعاشات مکانیکی موتور وجود دارد. برتری این روش نسبت به روشهای قبلی دقت بالا در مشخصات مؤلفه های فرکانسی محاسبه شده از سیگنال و شناسایی و تشخیص بهتر خطا می باشد.

واژگان كليدي: موتور القائی، تبدیل فوریه، تبدیل فوریه زمان کوتاه، تبدیل موجک

 

[1] Signal processing

[2] Healthy condition

[3] Wavelet transform

1

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

چکیده 1

فصل اول: کلیات پژوهش

مقدمه- 3

1-1- بیان مسأله پژوهش: 5

1-2- ساختار ماشینهای الکتریکی و انواع آنها: 6

1-3- پایش وضعیت ماشین الکتریکی به صورت لحظه ای- 8

1-4- تکنیک تبدیل موجک– 10

1-5- اهمیت و ضرورت پژوهش– 11

1-6- فرضیات: 12

1-7- اهداف پژوهش: 12

1-8- هدف کاربردی: 12

1-9- جنبه های نوآوری: 13

1-10- نتیجه گیری: 13

فصل دوم: انواع خطاها در ماشینهای الکتریکی

مقدمه- 15

2-1- خطاهای الکتریکی موتور- 16

2-1-1- خطای روتور- 16

2-2- خطاهای استاتور- 17

2-2-1- خطا های الکتریکی استاتور- 18

2-2-1-1- خطای کلاف به کلاف– 18

2-2-1-2- خطای فاز به فاز- 19

2-2-1-3- خطای مدار باز- 19

2-2-1-4- خطای فاز به زمین- 19

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

2-2-1-5- خطای حلقه به حلقه- 19

2-2-2- خطاهای مکانیکی استاتور- 20

2-3- خطاهای مکانیکی موتور- 21

2-3-1- خطای بلبرینگ– 21

2-3-2- خطای ناهمگنی فاصله هوایی- 25

2-3-3- خطای گیر بکس– 28

2-3-4- خطای ناهم محوری- 31

2-4- عوامل ناهم محوری- 33

2-5- روش های هم محور کردن دو دستگاه 33

2-6-رفتار ناشی از ناهم محوری ماشین آلات ذروی منحنی های FFT- 34

2-7- رفتار ارتعاشی ناشی از ناهم محوری زاویه ای- 34

2-8- رفتار ارتعاشی ناشی از ناهم محوری موازی- 35

2-9- نتیجه گیری- 36

فصل سوم: انواع روش های تشخیص خطا در ماشین های الکتریکی و تبدیل موجک

مقدمه- 39

3-1- کلیات پردازش سیگنال- 40

3-2- تحلیل سیگنال جریان- 41

3-3- تکنبک آنالیز جریان- 42

3-4-  تحلیل سیگنال ارتعاش– 44

3-5- پایش شار نشتی مغناطیسی- 47

3-6- پایش شیمیایی- 47

3-7- پایش پیوسته گشتاور فاصله هوایی و هارمونیک های گشتاور- 48

3-8- پایش نویز- 49

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

3-9-پایش پیوسته ضربه- 49

3-10- پایش پیوسته امواج صوتی- 50

3-11- پایش پیوسته تغییرات سرعت– 50

3-12- پایش وضعیت موتورهای الکتریکی با استفاده از MCM– 51

3-13- نرم افزار های مورد استفاده در تشخیص عیوب– 52

3-14- تبدیل موجک– 52

3-14-1- تاریخچه موجک– 53

3-14-2- موجک چیست؟- 56

3-14-3- تبدیل موجک چگونه عمل می کند ؟- 58

3-14-4-کاربرد های موجک– 59

3-14-5- خانواده موجک ها 60

3-14-6- الگوریتم های گزینش موجک مادر بهینه: 62

3-14-7- پردازش سیگنال- 63

3-14-8- برخی تبدیلات ریاضی- 65

3-14-9- تبدیل فوریه- 65

3-14-10- تبدیل فوریه زمان کوتاه 66

3-14-11- تحلیل تبدیل موجک– 68

3-14-12- تبدیل موجک بسته ای- 70

3-15- نتیجه گیری- 72

فصل چهارم: یافته های تحقیق

مقدمه- 75

4-1- اندازه گیری داده ها: 75

4-2- روش پیشنهادی برای تشخیص خطای ناهم محوری در سیگنال جریان استاتور- 77

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

4-3- تحلیل طیف سیگنال جریان استاتور- 77

4-4- تشخیص خطا با استفاده از تبدیل موجک بسته ای- 85

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهاد ها

فهرست منابع- 91

منابع لاتین- 92

فهرست جداول

عنوان

صفحه

جدول (1-1) درصد خرابیهای موتورهای القایی [3] 4

جدول(3-1) زیر تاریخچه تبدیل موجک را بطور خلاصه بیان می کند[31]. 56

جدول(3-2) زیر نام موجک ها و نام آنها را به اختصار نشان می دهد[49]. 61

 

فهرست اشکال

عنوان

صفحه

شکل (1-1) قسمت های مختلف یک موتور القایی [7] 8

شکل (1‑2) قسمتهای مختلف پایش وضعیت لحظهای [8] 9

شکل (1-3) رزولوشن های زمانی و فرکانسی در تبدیل موجک– 10

شکل (1-4) مراحل مختلف تشخیص خطا  [10] 11

شکل(2-1) روتور خطا دار [1] 17

شکل(2-2) روتور سالم [1] 17

شکل (2-3) انواع خطاها در سیم پیچ های استاتور]20[ 18

شکل (2-4)چهار نمونه اصلی از موقعیت قرار گرفتن شفت داخل بلبرینگ– 22

شکل (2-5) چهار قسمت اصلی بلبرینگ  [2] 23

شکل(2-6) ابعاد مشخصه یک بلبرینگ ساچمه ای  [23] 24

شکل (2-7) شکل ظاهری بلبرینگ [23] 25

شکل (2-8) انواع خطاهای ناهمگنی فاصله هوایی [25] 27

شکل (2-9) فاصله هوایی بیشینه و کمینه [26] 27

شکل(2-10) گیربکس تک مرحلهای [28] 29

شکل (2-11) سایش دندانه [28] شکل(2-12) شکسته شدن دندانه [28] شکل (2-13)گیربکس دو مرحلهای [29] 30

شکل (2-12)حالات مختلف ناهم محوری [32] 32

شکل(2-13) نا هم محوری زاویه ای [32] 35

شکل( 2-14) نا هم محوری موازی [32] 36

شکل(2-15) روش ها و تجهیزات هم محوری در صنایع [32] 36

شکل (2-16) عمده خطاهای ماشین های الکتریکی [15] 37

شکل(3-1) یک سیستم ساده تحلیل جریان موتور [34] 41

شکل (3-2) المان های کلیدی در تحلیل جریان موتور [36] 42

شکل(3-3) (الف) طیف فرکانسی یک موتور سالم و (ب) طیف زمانی [36] 43

شکل (3-4) پایش وضعیت و تشخیص با استفاده از سیگنال جریان در موتورهای القایی- 44

شکل (3-5) عواملی که باعث ایجاد ارتعاش بیش از حد مجاز در یک ماشین میشود- 46

شکل(3-6) موجک هار [47] 54

شکل (3-7) موجک دابچیز [31] 56

شکل (3-8) مراحل اساسی تبدیل موجک ، تجزیه و باسازی ]54[ 58

شکل (3-9) درخت آنالیز موجک بسته ای [46] 59

شکل (3-10) نمایش بعضی از موجک های مادر [49] 61

شکل (3-11) تبدیل فوریه [51] 66

شکل (3-12) تبدیل فوریه زمان کوتاه [52] 68

شکل( 3-13) تبدیل موجک [52] 69

شکل (3-14) تقسیم بندی صفحه زمان- فرکانس– 70

شکل(3-15) درخت تبدیل موجک تبدیل موجک بسته ای برای سه سطح تجریه ]54[ 72

شکل(4-1) پیکربندی برای آزمایشهای سیستم جرثقیل پیشنهادی- 76

شکل(4-2) مراحل تشخیص خطا 77

شکل(4-3 ) سیگنال جریان استاتور در حالت سالم در حوزه زمان- 78

شکل(4-4) بزرگ نمایی شده، سیگنال جریان استاتور در حالت سالم در حوزه زمان- 78

شکل (4-5) پنجره خط فرمان- 79

شکل (4-6) منوی اصلی جعبه ابزار ویولت– 79

شکل (4-7) بارگذاری سیگنال جریان استاتور در حالت سالم- 80

شکل (4-8) انتخاب سیگنال بارگذاری شده 80

شکل (4-9) انتخاب موجک دابچیز 3- 81

شکل (4-10) سیگنال بارگذاری شده و سیگنال پردازش شده 81

شکل(4-11) بزرگ شده سیگنال پردازش شده 82

شکل (4-12) ذخیره سیگنال پردازش شده 82

شکل (4-13) خروجی تبدیل فوریه سریع سیگنال در حالت سالم- 83

شکل(4-14) سیگنال جریان استاتور در حالت خطا دار در حوزه زمان- 83

شکل (4-16) تطبیق فوریه سیگنال حالت سالم و خالت خطا دار- 84

شکل(4-17) تشخیص خطا با استفاده از تبدیل موجک بسته ای- 85

شکل(4-18) مراحل فیلتر کردن سیگنال S [46] 86

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo