10982

10982

تشخيص عيب ناهم‌راستايي موتورهاي القايي با به‌كارگيري يكي از روش‌هاي مبتني بر مدل

كارشناسي ارشد

برق - كنترل

شهريور ماه 1391

شهريور ماه 1391

دكتر جواد پشتان

دكتر مجيد پشتان

چكيده در اين پايان نامه به مدلسازي و تشخيص عيوب ناهم‌راستايي استاتيك و ديناميك در موتورهاي القايي قفس سنجابي پرداخته شده است. براي مدلسازي از روش المان محدود و نرم‌افزار FLUX در حالت دو بعدي استفاده و در مدل ارائه شده تمامي مشخصات هندسي، الكتريكي، فيزيكي و مكانيكي اجزا لحاظ شده است. همچنين به منظور جلوگيري از رخداد خطاي نرم‌افزاري به هنگام شبيه‌سازي حالت معيوب كه منجر به عدم تقارن فاصله هوايي مي‌گردد، از ايده تبديل فاصله هوايي يكپارچه به حالت دو لايه استفاده شده و نتايج حاصل از شبيه‌سازي، عدم‌ تغيير ديناميك موتور‌ در اثر استفاده از اين ايده را تاييد مي‌كنند. همچنين براي تشخيص عيب از دو دسته روش‌هاي مبتني بر مدل و سيگنال استفاده شده است. در ابتداي بخش روش‌هاي مبتني بر سيگنال، تحليل حالت دائمي و گذراي سيگنال جريان توسط روش‌هاي تبديل فوريه سريع و تبديل موجك بسته‌اي مورد استفاده قرار گرفته است. نتايج شبيه‌سازي اين دو روش نشان مي‌دهند تحليل حالت دائمي و گذرا وقوع عيب را نسبتا به‌خوبي تشخيص مي‌دهند، همچنين با استفاده از تحليل حالت دائمي و گذرا امكان تفكيك عيوب از يكديگر وجود دارد اما براي تحليل سيگنال جريان لازم است فركانس‌هاي بالا مورد استفاده قرار گيرند. براي رفع اين مشكل از ايده نصب دو سيم‌پيچ آزمايش 7 حلقه‌اي با مقاومت بسيار كوچك در اطراف فاصله هوايي استفاده شده است. به‌خاطر نصب اين سيم‌پيچ‌ها در اطراف فاصله هوايي، هرگونه تغيير در اين ناحيه مستقيما بر ولتاژ القا شده در آن‌ها تاثير مي‌گذارد. بدين‌ترتيب با استفاده از تحليل ولتاژ القايي مي‌توان وقوع عيب و نوع‌ آن را به‌خوبي تشخيص داد و نتايج شبيه‌سازي كاملا مويد اين موضوع هستند. در بخش روش‌هاي مبتني بر مدل از دو روش تخمين پارامترهاي فيزيكي موتور و تحليل مولفه‌هاي اساسي استفاده شده است. در روش اول، مدار معادل موتور و معادلات مربوطه استخراج شده و با استفاده از سيگنال‌هاي قابل اندازه‌گيري جريان و ولتاژ استاتور و سرعت روتور به تخمين سه پارامتر مدار معادل پرداخته شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهند وقوع عيب استاتيك موجب تغيير يكي از پارامترها مي‌گردد در حاليكه عيب ديناميك بر يكي ديگر از پارامترها تاثير مي‌گذارد. بنابراين از ميزان تغيير پارامتر متاثر از رخداد عيب مي‌توان براي تشخيص درصد وقوع عيب استفاده كرد. همچنين از بررسي پارامتر دوم كه رفتار متفاوتي را در قبال عيوب استاتيك و ديناميك از خود نشان مي‌دهد، مي‌توان به‌عنوان ابزاري براي تفكيك عيوب از يكديگر استفاده نمود. در روش تحليل مولفه‌هاي اساسي، مقادير و بردارهاي ويژه ماتريس متشكل از ولتاژ سيم‌پيچ‌هاي آزمايش مورد تحليل واقع شده‌اند و نتايج نشان مي‌دهند وقوع عيب استاتيك موجب تغيير زاويه بردارهاي ويژه و اندازه مقادير ويژه مي‌شود در حاليكه وقوع عيب ديناميك تنها بر مقادير ويژه تاثير گذاشته و موجب تغيير منظم مقدار ويژه اول مي گردد. بنابراين استفاده از اين روش، ابزار بسيار مناسب براي تشخيص وقوع عيب و نوع آن مي‌باشد، به‌طوريكه از تغيير زاويه بردارهاي ويژه مي‌توان براي تشخيص نوع عيب و از ميزان تغيير مقادير ويژه براي تشخيص درصد وقوع عيب استفاده نمود. واژه‌هاي كليدي: تشخيص عيب ناهم‌راستايي، تحليل سيگنال جريان، تحليل ولتاژ سيم‌پيچ‌هاي آزمايش، تخمين پارامترهاي فيزيكي موتور، تحليل مولفه‌هاي اساسي.