Diagnostyka ukladów napedowych

Transkrypt

1 Czeslaw T. Kowalski Diagnostyka ukladów napedowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji Oficyna Wydawnicza Politechniki Wroclawskiej Wroclaw 2013!

2 Spis tresci Przedmowa 9 Wykaz wazniejszych oznaczen Wprowadzenie Podstawowe problemy diagnostyki obiektów przemyslowych Podstawowe zagadnienia monitorowania i diagnostyki silników indukcyjnych Zastosowanie modeli matematycznych do diagnostyki silników indukcyjnych Diagnostyka silników indukcyjnych oparta na analizie sygnalów pomiarowych Diagnostyka silników indukcyjnych z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji Podsumowanie 28 Literatura Przeglad podstawowych uszkodzen napedów z silnikiem indukcyjnym Rodzaje, przyczyny i statystyka uszkodzen silników indukcyjnych Uszkodzenia uzwojen wirników klatkowych Uszkodzenia uzwojen stojana Uszkodzenia mechaniczne Specyficzne uszkodzenia przeksztaltnikowych ukladów napedowych z silnikiem induk cyjnym Podsumowanie 46 Literatura Charakterystyka sygnalów diagnostycznych Wielkosci elektryczne i mechaniczne stosowane w diagnostyce ukladów napedowych Prad stojana jako sygnal diagnostyczny Moc chwilowa, strumien stojana i wirnika oraz moment elektromagnetyczny jako sygnaly diagnostyczne Sygnaly chwilowej mocy czynnej i biernej Sygnal strumienia poosiowego Sygnal drgan mechanicznych Temperatura jako sygnal diagnostyczny Podsumowanie 67 Literatura Analiza sygnalów - podstawowa metoda diagnostyki napedu elektrycznego Wprowadzenie Wstepne przetwarzanie sygnalów Dobór i konfiguracja cyfrowego systemu akwizycji danych Nieparametryczne metody wyznaczania cech sygnalów diagnostycznych Transformata Fouriera Krótkoczasowa transformata Fouriera STFT Przeksztalcenie falkowe Transformaty wyzszych rzedów 96

3 Podsumowanie 101 Literatura Modele matematyczne silnika indukcyjnego z uszkodzeniem Podstawowy model obwodowy silnika indukcyjnego Model silnika indukcyjnego ze zwartymi zwojami w uzwojeniu stojana Model uwzgledniajacy dodatkowa macierz asymetrii w równaniach stanu Model uwzgledniajacy wektorowy wspólczynnik uszkodzenia Model wykorzystujacy modyfikacje parametrów schematu zastepczego silnika Weryfikacja modeli matematycznych silnika indukcyjnego z uszkodzonym stojanem Modele matematyczne silnika indukcyjnego z uszkodzonym uzwojeniem wirnika klatko wego Modeli Model II Modele polowo-obwodowe silnika indukcyjnego z uszkodzonym stojanem Posumowanie 127 Literatura Estymatory zmiennych stanu i parametrów w diagnostyce napedów przeksztaltnikowych Wprowadzenie Algorytm rozszerzonego filtru Kalmana Podstawowy model matematyczny filtru Kalmana Estymacja rezystancji wirnika Estymacja rezystancji stojana Algorytm obserwatora Luenbergera Podstawowy model matematyczny obserwatora Luenbergera Estymacja rezystancji wirnika Estymacja rezystancji stojana Zastosowanie filtru Kalmana do wykrywania uszkodzen w ukladzie wektorowego stero wania predkoscia DFOC Wykrywanie uszkodzen wirnika klatkowego Wykrywanie uszkodzen stojana Zastosowanie obserwatora Luenbergera do wykrywania uszkodzen w ukladzie wektoro wego sterowania predkoscia DFOC Wykrywanie uszkodzen wirnika klatkowego Wykrywanie uszkodzen stojana Podsumowanie 151 Literatura Metody sztucznej inteligencji w diagnostyce Wprowadzenie Podstawowe informacje o sieciach neuronowych Sieci neuronowe w diagnostyce Metodyka uczenia i testowania neuronowych detektorów uszkodzen Metody logiki rozmytej w diagnostyce Wstepne przetwarzanie sygnalów pomiarowych dla neuronowych detektorów uszkodzen Sieci neuronowe radialne RBF Sieci neuronowe typu GRNN Sieci neuronowo-rozmyte Podsumowanie 189

4 7 Literatura Wykrywanie uszkodzen wirników klatkowych silnika indukcyjnego zasilanego z sieci i prze miennika czestotliwosci Charakterystyka zjawisk w silniku indukcyjnym z uszkodzonym wirnikiem klatkowym Wykrywanie uszkodzen wirnika na podstawie analizy widmowej pradu stojana Wykrywanie uszkodzen wirnika na podstawie analizy widmowej modulu wektora pradu stojana Neuronowe detektory uszkodzen wirnika Charakterystyka badan Perceptronowy detektor uszkodzen wirników klatkowych Detektor uszkodzen wirników klatkowych oparty na sieci radialnej Detektor uszkodzen wirników klatkowych oparty na sieci neuronowo-rozmytej Detektor uszkodzen wirników klatkowych oparty na sieci MLP trenowanej danymi z analizy falkowej Podsumowanie 234 Literatura Wykrywanie zwarc zwojowych w stojanie silnika indukcyjnego zasilanego z sieci i przemien nika czestotliwosci Metody wykrywania uszkodzen w stojanie Symptomy zwarc zwojowych w stojanie silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika czestotliwosci Symptomy zwarc zwojowych w pradzie stojana Symptomy zwarc zwojowych w wektorze przestrzennym pradu stojana Zastosowanie hodografu wektora przestrzennego pradu stojana do wykrywania zwarc zwojowych w stojanie Wykrywanie zwarc zwojowych na podstawie analizy przesuniecia katowego mie dzy pradami fazowymi oraz pradem i napieciem stojana Symptomy zwarc zwojowych w strumieniu poosiowym Symptomy zwarc zwojowych w sygnalach mocy chwilowej i momentu elektro magnetycznego Symptomy zwarc zwojowych w drganiach mechanicznych Zastosowanie skladowych symetrycznych do wykrywania zwarc zwojowych w silniku zasilanym z przemiennika czestotliwosci Neuronowe detektory uszkodzen uzwojenia stojana Neuronowy detektor uszkodzen stojana oparty na danych z analizy PCA wektora przestrzennego pradu stojana Neuronowy detektor uszkodzen stojana oparty na danych z analizy skladowych symetrycznych Zastosowanie analizy falkowej do wykrywania zwarc zwojowych Podsumowanie 281 Literatura Wykrywanie uszkodzen mechanicznych napedu z silnikiem indukcyjnym Wprowadzenie Wykrywanie uszkodzenia lozyska tocznego Metody klasyczne oparte na analizie widmowej drgan i pradu Metody wykrywania uszkodzenia lozyska tocznego oparta na analizie falkowej Wykrywanie nieosiowosci napedu z silnikiem indukcyjnym Monitorowanie ekscentrycznosci maszyny 305

5 Neuronowe detektory uszkodzen lozysk tocznych Perceptronowy detektor uszkodzen lozysk tocznych silnika zasilanego z prze miennika czestotliwosci Detektor neuronowy wykorzystujacy radialna siec neuronowa Detektor neuronowy wykorzystujacy analize falkowa Neuronowe detektory nieosiowosci napedu Neuronowe detektory ekscentrycznosci silnika Podsumowanie 331 Literatura Zagadnienia realizacji praktycznej systemów diagnostycznych Wprowadzenie Przenosny system diagnostyczny silnika indukcyjnego Komputerowy system do monitorowania i diagnostyki uzwojenia stojana Komputerowy system do monitorowania i diagnostyki uszkodzen mechanicznych Komputerowy system do monitorowania i diagnostyki uzwojen stojana i wirnika oparty na estymacji parametrów 354 Literatura 356 Zalacznik 1. Parametry badanych silników 359 Zalacznik 2. Schematy ideowe stanowisk badawczych 363