Adam GŁOWACZ Zygfryd GŁOWACZ AGH w Krakowie Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej

Podobne dokumenty
Witold GŁOWACZ AGH w Krakowie Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej

Rozpoznawanie prądu twornika silnika prądu stałego z zastosowaniem FFT i klasyfikatora rozmytego z trójkątną funkcją przynależności

DIAGNOSTYKA SILNIKA INDUKCYJNEGO OPARTA NA ANALIZIE I ROZPOZNAWANIU SYGNAŁÓW Z ZASTOSO- WANIEM FFT I KLASYFIKATORA LDA

Wydział EAIiE Katedra Maszyn Elektrycznych Publikacje 2009

Diagnostyka silnika synchronicznego oparta na analizie sygnałów akustycznych z zastosowaniem MFCC i klasyfikatora rozmytego

Diagnostyka silnika indukcyjnego z wykorzystaniem dostępnych napięć stojana

KOMPUTEROWE TECHNIKI ANALIZY INFORMACJI ZAWARTEJ W SYGNAŁACH AKUSTYCZNYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH DLA CELÓW DIAGNOSTYKI STANÓW PRZEDAWARYJNYCH

CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

DIAGNOSTYKA USZKODZEŃ SILNIKA INDUKCYJNEGO W DYNAMICZNYCH STANACH PRACY Z WYKORZYSTANIEM SYGNAŁÓW W DOMENIE CZASU I CZĘSTOTLIWOŚCI

OCENA SKUTECZNOŚCI ANALIZ FFT, STFT I FALKOWEJ W WYKRYWANIU USZKODZEŃ WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO

ZASTOSOWANIE RUCHOMEJ WARTOŚCI SKUTECZNEJ PRĄDU DO DIAGNOSTYKI SILNIKÓW INDUKCYJNYCH KLATKOWYCH

ZASTOSOWANIE SYGNAŁU SKUTECZNEJ WARTOŚCI RUCHOMEJ PRĄDU STOJANA W DIAGNOSTYCE SILNIKA INDUKCYJNEGO PODCZAS ROZRUCHU

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej

DIAGNOSTYKA SILNIKA INDUKCYJNEGO Z WYKORZYSTANIEM DOSTĘPNYCH NAPIĘĆ STOJANA

WPŁYW EKSCENTRYCZNOŚCI STATYCZNEJ WIRNIKA I NIEJEDNAKOWEGO NAMAGNESOWANIA MAGNESÓW NA POSTAĆ DEFORMACJI STOJANA W SILNIKU BLDC

generatora prądu stałego. 2. PROCES ROZPOZNAWANIA OBRAZU TERMOWIZYJNEGO GENERATORA

ZWARTE PRĘTY ROZRUCHOWE W SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

Badanie wpływu zakłóceń sygnałów wejściowych regulatorów typu PI w układzie sterowania polowo-zorientowanego z silnikiem indukcyjnym

Katedra Energoelektroniki i Automatyki Systemów Przetwarzania Energii, al. A. Mickiewicza 30, Kraków,

CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE SILNIKA INDUKCYJNEGO DUŻEJ MOCY Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

SILNIK SYNCHRONICZNY ŚREDNIEJ MOCY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI ZASILANY Z FALOWNIKA

WYKRYWANIE USZKODZEŃ WIRNIKÓW SILNIKÓW INDUKCYJNYCH Z WYKORZYSTANIEM ANALIZY FALKOWEJ I SZTUCZNYCH SIECI NEURONOWYCH

DIAGNOSTYKA SILNIKA INDUKCYJNEGO Z ZASTOSOWANIEM SYGNAŁU SKUTECZNEJ WARTOŚCI RUCHOMEJ PRĄDU CZĘŚĆ 2 ZASILANIE NIESYMETRYCZNE

ZWARCIE POMIAROWE JAKO METODA WYKRYWANIA USZKODZEŃ KLATKI WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO

Wykrywanie uszkodzeń łożysk tocznych i klatek wirników silników indukcyjnych w oparciu o sygnały akustyczne

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W SILNIKACH INDUKCYJNYCH W OPARCIU O SYGNAŁY AKUSTYCZNE

OBLICZENIOWE BADANIE ZJAWISK WYWOŁANYCH USZKODZENIEM KLATKI WIRNIKA

DWUKIERUNKOWY JEDNOFAZOWY SILNIK SYNCHRONICZNY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

WYKORZYSTANIE SZTUCZNYCH SIECI NEUROOWYCH DO DIAGNOSTYKI WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO W UKŁADZIE STEROWANIA POLOWO-ZORIENTOWANEGO

ZASTOSOWANIE MOCY CHWILOWEJ DO WYKRYWANIA EKSCENTRYCZNOŚCI WIRNIKA W SILNIKU SYNCHRONICZNYM

BADANIA EKSPERYMENTALNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

Metody tworzenia efektywnych komitetów klasyfikatorów jednoklasowych Bartosz Krawczyk Katedra Systemów i Sieci Komputerowych Politechnika Wrocławska

METODA WSTĘPNEJ OCENY STANU WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO PRZY POMOCY DEDYKOWANEGO PRZYRZĄDU OPARTEGO NA POMIARZE STRUMIENIA POOSIOWEGO

Problem eliminacji nieprzystających elementów w zadaniu rozpoznania wzorca Marcin Luckner

ZASTOSOWANIE SKOSU STOJANA W JEDNOFAZOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Sprawozdanie International Conference on Intelligent Materials and Manufacturing Engineering - IMME 2015

Diagnostyka silników indukcyjnch dwuklatkowych z uszkodzonymi prętami

ZASTOSOWANIE ANALIZY FALKOWEJ DO DIAGNOSTYKI ŁOŻYSK TOCZNYCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

WPŁYW WARUNKÓW BRZEGOWYCH NA FORMĘ ODKSZTAŁCEŃ DRGAŃ WŁASNYCH I WYMUSZONYCH STOJANA SILNIKA BLDC ANALIZA NUMERYCZNA

TECHNOLOGICZNE I EKSPLOATACYJNE SKUTKI ZMIAN KSZTAŁTU PRĘTA KLATKI SILNIKA INDUKCYJNEGO DUŻEJ MOCY

BADANIA SKUTKÓW CIEPLNYCH ZWARĆ ZWOJOWYCH W UZWOJENIACH STOJANA SILNIKA INDUKCYJNEGO

Automatyka Telekomunikacja Informatyka

GĘSTOŚĆ PRĄDU W PRĘTACH USZKODZONEJ KLATKI WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO

ZASTOSOWANIE FUNKCJI OKIEN CZASOWYCH W DIAGNOSTYCE WIRNIKÓW SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

DIAGNOSTYKA SILNIKA INDUKCYJNEGO KLATKOWEGO WYKRYWANIE NIECENTRYCZNOŚCI

Problem drgań w generatorach wzbudzanych magnesami trwałymi przy pracy z asymetrycznym obciążeniem analiza sygnałów własnych

UKŁADY NAPĘDOWE Z SILNIKAMI INDUKCYJNYMI STEROWANE METODAMI WEKTOROWYMI DFOC ORAZ DTC-SVM ODPORNE NA USZKODZENIA PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

ROZRUCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

POLOWO OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO WERYFIKACJA POMIAROWA

!!!!!!!!!! WNIOSEK O PORTFOLIO: Automatyczna bezinwazyjna diagnostyka symetrii wirnika maszyn indukcyjnych. Autorzy: dr inż.

PROBLEMY PRAKTYCZNEJ DIAGNOSTYKI MASZYN INDUKCYJNYCH W PRZEMYŚLE

Diagnostyka procesów i jej zadania

WPŁYW USZKODZENIA TRANZYSTORA IGBT PRZEKSZTAŁTNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI NA PRACĘ NAPĘDU INDUKCYJNEGO

PORÓWNANIE JEDNOFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO I JEDNOFAZOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI. BADANIA EKSPERYMENTALNE

ANALIZA WPŁYWU USZKODZEŃ CZUJNIKÓW PRĄDU STOJANA NA PRACĘ WEKTOROWEGO UKŁADU NAPĘDOWEGO KONCEPCJA UKŁADU ODPORNEGO

Analiza układu wektorowego sterowania silnikiem indukcyjnym z uszkodzonymi prętami klatki wirnika

Detekcja asymetrii szczeliny powietrznej w generatorze ze wzbudzeniem od magnesów trwałych, bazująca na analizie częstotliwościowej prądu

Układy i Systemy Elektromedyczne

PRZENOŚNY SYSTEM POMIAROWY DO DIAGNOSTYKI SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

Układy i Systemy Elektromedyczne

WPŁYW ADDYTYWNYCH ZAKŁÓCEŃ TYPU SINUSOIDALNEGO SYGNAŁÓW WEJŚCIOWYCH REGULATORÓW PI W UKŁADZIE FOC Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM NA PRĘDKOŚĆ OBROTOWĄ

Hybrydowa analiza transformat w rozpoznawaniu wysokości dźwięków w polifonicznych nagraniach instrumentów muzycznych

SAMOCZYNNA SYNCHRONIZACJA SILNIKÓW LSPMSM

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

STEROWANIE CZĘSTOTLIWOŚCIOWE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH SYNCHRONIZOWANYCH

Activities Performed by prof. Tadeusiewicz in Books and Journals Editorial Boards

DIAGNOSTYKA SILNIKÓW INDUKCYJNCH DWUKLATKOWYCH Z USZKODZONYMI PRĘTAMI

Rok akademicki: 2017/2018 Kod: RIA s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Tematyka prac doktorskich 1. Bezczujnikowe sterowanie oraz estymacja parametrów maszyn wielofazowych zasilanych przekształtnikowo

MOMENT ORAZ SIŁY POCHODZENIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W DWUBIEGOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM

STANOWISKO MOCY KRĄŻĄCEJ JAKO SYSTEM POZYSKIWANIA DANYCH TESTUJĄCYCH DLA KLASYFIKATORÓW NEURONOWYCH

WPŁYW OSADZENIA MAGNESU NA PARAMETRY SILNIKA MAGNETOELEKTRYCZNEGO O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

BADANIA USZKODZEŃ UZWOJENIA STOJANA KLATKOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

BEZCZUJNIKOWA DIAGNOSTYKA WIBRACYJNA MASZYN Z MAGNESAMI TRWAŁYMI BAZUJĄCA NA SYGNAŁACH WŁASNYCH

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Sterowanie napędów i serwonapędów elektrycznych

Zastosowanie sztucznej inteligencji w testowaniu oprogramowania

Instytut W5/I-7 Zestawienie Kart przedmiotów Wrocław,

KOMPUTEROWY SYSTEM DO MONITOROWANIA STANU UZWO- JEŃ STOJANA SILNIKA INDUKCYJNEGO

WYKRYWANIE USZKODZEŃ UZWOJENIA STOJANA W SILNIKU INDUKCYJNYM KLATKOWYM Z GAŁĘZIAMI RÓWNOLEGŁYMI

Energooszczędne silniki elektryczne prądu przemiennego

Bezczujnikowa diagnostyka wibracyjna maszyn z magnesami trwałymi, bazująca na sygnałach własnych

TECHNOLOGIA MONTAŻU MAGNESÓW TRWAŁYCH W WIRNIKU SILNIKA SYNCHRONICZNEGO DUŻEJ MOCY

WYBRANE PROBLEMY DIAGNOSTYKI UKŁADÓW NAPĘDOWYCH Z FALOWNIKAMI NAPIĘCIA

TRÓJWYMIAROWA ANALIZA POLA MAGNETYCZNEGO W KOMUTATOROWYM SILNIKU PRĄDU STAŁEGO

Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Nr 2/2016 (110) 155

Diagnostyka drganiowa trakcyjnych maszyn elektrycznych - przykład asymetrii geometrii promieniowej między stojanem a wirnikiem


ANALIZA PRZEBIEGÓW MOCY CHWILOWEJ SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONYMI PRĘTAMI KLATKI WIRNIKA Z WYKORZYSTANIEM PAKIETU MATLAB/SIMULINK

BADANIA PORÓWNAWCZE SILNIKA INDUKCYJNEGO KLATKOWEGO PODCZAS RÓŻNYCH SPOSOBÓW ROZRUCHU 1. WSTĘP

KONCEPCJA NEURONOWEGO DETEKTORA USZKODZEŃ CZUJNIKA PRĘDKOŚCI DLA UKŁADÓW NAPĘDOWYCH Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM STEROWANYCH METODĄ POLOWO ZORIENTOWANĄ

INSTRUMENT WIRTUALNY WSPOMAGAJĄCY DIAGNOSTYKĘ WYBRANYCH MASZYN ELEKTRYCZNYCH STOSOWANYCH W ROLNICTWIE

KSZTAŁTOWANIE POLA MAGNETYCZNEGO W DWUBIEGOWYCH SILNIKACH SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Biuletyn Informacyjny ITS (Instytutu Transportu Samochodowego)

Wymiar godzin Pkt Kod Nazwa przedmiotu Egz. ECTS W C L P S P Physics I E P Mathematical analysis I P Linear algebra and analytic E 2 2 7

WIELOETAPOWY PROCES DIAGNOSTYKI UKŁADÓW NAPĘDOWYCH

WYZNACZANIE DRGAŃ WŁASNYCH KONSTRUKCJI DWUBIEGOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH

Kierunki na stacjonarnych i niestacjonarnych studiach I i II stopnia stanowiące ofertę edukacyjną w roku akademickim 2019/20. studia stacjonarne

Transkrypt:

A. Głowacz, Z. Głowacz Adam GŁOWACZ Zygfryd GŁOWACZ AGH w Krakowie Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej DIAGNOSTYKA SILNIKA INDUKCYJNEGO KLATKOWEGO BAZUJĄCA NA ANALIZIE I ROZPOZNAWANIU SYGNAŁÓW AKUSTYCZNYCH Z UŻYCIEM ALGORYTMU GĘSTOŚCI WIDMA MOCY I ZMODYFIKOWANEGO KLASYFIKATORA OPARTEGO NA SŁOWACH Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę diagnostyki silnika indukcyjnego generującego sygnały akustyczne. Wykonano badania dla czterech stanów silnika indukcyjnego. Badania zostały przeprowadzone dla algorytmów przetwarzania danych: gęstości widma mocy i zmodyfikowanego klasyfikatora opartego na słowach. Algorytmy te z odpowiednim sprzętem elektronicznym pozwalają na budowanie urządzeń i systemów samodiagnozujących do ochrony silników indukcyjnych. 1. Wprowadzenie Praca silników elektrycznych w zakładach przemysłowych wymaga określonego podejścia do spraw eksploatacji i diagnostyki. Trudnym wyzwaniem jest utrzymanie sprawności silników w okresie pomiędzy przeglądami. Bardzo ważne są działania prewencyjne podejmowane podczas pracy i krótkotrwałych postojów urządzeń. Diagnostyka kontrolna oraz monitoring pozwalają na określenie stanu technicznego silników [1, 2, 5-18, 20-25, 28]. Planowanie rocznych remontów odbywa się na podstawie zebranych danych z poszczególnych urządzeń. W niektórych przypadkach należy oszacować czy dana maszyna nadaje się do całkowitego remontu. W takich przypadkach należy porównać koszty remontu i zakup nowego urządzenia. W silnikach elektrycznych obserwacja poszczególnych parametrów technologicznych oraz sygnałów pomiarowych, pomaga analizować przyczyny występowania alarmów w systemie. Nowe jak i remontowane maszyny należy wyposażać w odpowiednio skonfigurowaną aparaturę kontrolno-pomiarową. Wprowadzenie monitoringu maszyn zapewnia pełną kontrolę nad pracującymi urządzeniami. Częstym przypadkiem przekraczania granicznych wartości prądów, temperatur, jest przeciążanie układów technologicznych lub uszkodzenie układu mechanicznego. Monitorowanie podstawowych parametrów ruchowych maszyn pozwala na wcześniejsze zlokalizowanie źródła awarii i ograniczenie jej skutków [1]. 199

Diagnostyka silnika indukcyjnego klatkowego bazująca na analizie i rozpoznawaniu sygnałów... W artykule opisano metodę diagnostyki silnika indukcyjnego generującego sygnały akustyczne. W przyjętym podejściu rozpatrywane sygnały akustyczne pochodzą od elementów wirujących. 2. Proces rozpoznawania sygnału akustycznego silnika indukcyjnego Proces rozpoznawania sygnału akustycznego silnika indukcyjnego składa się z procesu tworzenia wzorców do rozpoznawania i procesu identyfikacji. Na początku procesu tworzenia wzorców do rozpoznawania wykonywana jest normalizacja amplitudy. Kolejno stosowane jest okienkowanie z użyciem okna Hamminga. W kolejnym kroku dane są zamieniane przez algorytm gęstości widma mocy. Następnie z tak otrzymanych cech tworzony jest wektor cech danej kategorii (16384 cech). Kolejno wektory cech są zamieniane na wektory słów. W procesie identyfikacji etapy przetwarzania sygnału akustycznego są takie same jak dla procesu tworzenia wzorców do rozpoznawania (rys. 1). Istotna zmiana następuje w etapie klasyfikacji, podczas której porównywane są ze sobą wektory słów (wzorcowe wektory słów z nieznanym wektorem słów nowej próbki dźwięku). Rys. 1. Proces rozpoznawania sygnału akustycznego silnika indukcyjnego z użyciem algorytmu gęstości widma mocy i zmodyfikowanego klasyfikatora opartego na słowach 200

A. Głowacz, Z. Głowacz 2.1. Gęstość widma mocy Gęstość widma mocy (ang. Power Spectrum Density) opisuje jak moc sygnału jest rozdzielana w częstotliwości. W podejściu tym moc może być zdefiniowana jako kwadrat wartości sygnału. Moc chwilowa jest zatem wyrażona dla sygnału s(t) następującym wzorem: 2 P ( t) = s( t) (1) Następnie stosowane jest twierdzenie Wienera-Khinchina. Gęstość widma mocy jest transformatą Fouriera funkcji autokorelacji R(τ) sygnału, gdy sygnał może być traktowany jako szeroki w sensie procesu stacjonarnego: iωt d S ( ω ) = 2 R ( τ ) e τ (2) gdzie: R(τ) = <x(t)x(t+τ)>, symbole < > oznaczają średnią wartość, x(t) jest procesem losowym reprezentującym sygnał fizyczny [11]. Obliczona gęstość widma mocy jest stosowana w następnych obliczeniach (rys. 2a, 2b, 3a, 3b). Rys. 2. a) Gęstość widma mocy dla sygnału akustycznego silnika indukcyjnego bez uszkodzeń, b) Gęstość mocy widma dla sygnału akustycznego silnika indukcyjnego z uszkodzonym pierścieniem klatki wirnika 201

Diagnostyka silnika indukcyjnego klatkowego bazująca na analizie i rozpoznawaniu sygnałów... Rys. 3. a) Gęstość widma mocy dla sygnału akustycznego silnika indukcyjnego z jednym uszkodzonym prętem klatki wirnika, b) Gęstość widma mocy dla sygnału akustycznego silnika indukcyjnego z dwoma uszkodzonymi prętami klatki wirnika 2.2. Zmodyfikowany klasyfikator oparty na słowach W literaturze przetwarzania sygnałów akustycznych autorzy opisują rozmaite algorytmy klasyfikacji [3, 4, 19, 26, 27, 29]. Jednym z nich jest klasyfikator oparty na słowach, który bazuje na założeniach klasyfikatora Nearest Mean [6, 7]. Postanowiono zmodyfikować wspomniany klasyfikator. Modyfikacje obejmowały zmianę założeń działania klasyfikatora, gdzie zamiast klasyfikatora Nearest Mean (najbliższa średnia) zastosowano klasyfikator Nearest Neighbor (najbliższego sąsiada). Następnie wektory cech były kodowane w poszczególne słowa. Analogicznie jak w standardowym klasyfikatorze opartym na słowach dobierano również parametr k, który odpowiadał za zakres kodowanych wartości [6, 7]. Największy wpływ na rozpoznawanie sygnału akustycznego zmodyfikowanym klasyfikatorem opartym na słowach mają: liczba słów potrzebna do oznaczenia współrzędnych wektora cech i parametr k. Liczba słów wynosiła 260, ponieważ jest ona wystarczająca do rozpoznawania. Zakłada się prowadzenie badań ze zmodyfikowanym klasyfikatorem opartym na słowach, przy różnym dobieraniu parametru k. 3. Wyniki rozpoznawania sygnału akustycznego silnika indukcyjnego Sygnały akustyczne zostały zarejestrowane z zastosowaniem mikrofonu OLYMPUS TP-7 i karty dźwiękowej firmy REALTEK. Plik audio posiadał następujące parametry: format WAVE PCM, częstotliwość próbkowania - 44100 Hz, liczba bitów - 16, liczba kanałów - 1. Badania zostały wykonane dla czterech identycznych silników indukcyjnych o mocy 500 W, przy czym jeden z nich był sprawny a kolejne zostały uszkodzone. 202

A. Głowacz, Z. Głowacz Kategorie rozpoznawanego sygnału akustycznego określono następująco: sygnał akustyczny silnika indukcyjnego bez uszkodzeń, sygnał akustyczny silnika indukcyjnego z uszkodzonym pierścieniem klatki wirnika, sygnał akustyczny silnika indukcyjnego z jednym uszkodzonym prętem klatki wirnika, sygnał akustyczny silnika indukcyjnego z dwoma uszkodzonymi prętami klatki wirnika. Proces tworzenia wzorców do rozpoznawania przeprowadzony został dla 16 próbek pięciosekundowych dla każdej z czterech kategorii sygnału akustycznego. W procesie identyfikacji stosowano nowe próbki o długości pięć sekund dla każdej z kategorii. W tym etapie 96 próbek zostało zastosowanych dla każdej kategorii. Skuteczność rozpoznawania sygnału akustycznego była określona następującym wzorem: N E = 1 100% (3) N gdzie: E skuteczność rozpoznawania sygnału akustycznego, N 1 liczba poprawnie rozpoznanych próbek testowych, N liczba wszystkich próbek testowych w procesie identyfikacji. Każdy wektor składał się z 16384 cech. Rysunek 4 przedstawia skuteczność rozpoznawania sygnału akustycznego silnika indukcyjnego w zależności od parametru k. Najlepsze wyniki zostały otrzymane dla k=0,01 i k=0,015. Skuteczność rozpoznawania sygnału akustycznego dla silnika indukcyjnego z dwoma uszkodzonymi prętami klatki wirnika zawierała się w przedziale 79,16-100%. W pozostałych przypadkach skuteczność rozpoznawania sygnału akustycznego zawierała się w przedziale 95,83-100%. Rys. 4. Skuteczność rozpoznawania sygnału akustycznego silnika indukcyjnego w zależności od parametru k 203

Diagnostyka silnika indukcyjnego klatkowego bazująca na analizie i rozpoznawaniu sygnałów... 4. Podsumowanie Przedstawione badania skupiały się na diagnozowaniu silnika indukcyjnego. Zaproponowano metodę diagnostyki, w której został zastosowany algorytm gęstości widma mocy i zmodyfikowany klasyfikator oparty na słowach. Kolejno odpowiednie algorytmy zostały zaimplementowane w języku programowania Java. Wyniki rozpoznawania sygnału akustycznego były bardzo dobre. Skuteczność rozpoznawania sygnału akustycznego zawierała się w przedziale 79,16-100%. Algorytmy te wraz z odpowiednimi układami elektronicznymi pozwalają na budowanie urządzeń i systemów samodiagnozujących. Rozbudowane systemy kontrolne już teraz dają możliwości zbierania i porównywania wyników diagnostycznych określonego silnika indukcyjnego. Proponowana metoda wnioskowania o stanie silnika może być wykonywana automatycznie. Idąc dalej można stwierdzić, że korzystanie z tego rodzaju systemu diagnozowania ułatwi pracę inżynierom. Podziękowania Praca została zrealizowana w ramach pracy statutowej AGH nr 11.11.120.612 (Adam Głowacz). Praca została zrealizowana w ramach pracy statutowej AGH nr 11.11.120.354 (Zygfryd Głowacz). 5. Literatura 1. Antal M., Antal L.: Charakterystyki eksploatacyjne silnika indukcyjnego dużej mocy z uszkodzoną klatką wirnika, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały, 60 (27), 2007, 11-25. 2. Antczak M., Idziak P.: The influence of the sheet punching on the magnetic field distribution in a dc machine, Przegląd Elektrotechniczny, 88 (4a), 2012, 6-9. 3. Czech P., Wojnar G., Burdzik R., Konieczny L., Warczek J.: Application of the discrete wavelet transform and probabilistic neural networks in IC engine fault diagnostics, Journal of Vibroengineering, 16 (4), 2014, 1619-1639. 4. Dudek-Dyduch E., Tadeusiewicz R., Horzyk A.: Neural network adaptation process effectiveness dependent of constant training data availability, Neurocomputing, 72 (13-15), 2009, 3138-3149. 5. Dudzikowski I., Ciurys M.: Analysis of operation of a car starter with BLDC motor, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (4), 2010, 166-169. 6. Głowacz A., Głowacz Z.: Diagnostics of DC machine based on analysis of acoustic signals with application of MFCC and classifier based on words, Archives of Metallurgy and Materials, 57 (1), 2012, 179-183. 204

A. Głowacz, Z. Głowacz 7. Glowacz A., Glowacz Z.: Diagnostics of induction motor based on analysis of acoustic signals with application of FFT and classifier based on words. Archives of Metallurgy and Materials, 55 (3), 2010, 707-712. 8. Glowacz A., Diagnostics of DC and Induction Motors Based on the Analysis of Acoustic Signals. Measurement Science Review, 14 (5), 2014, 257-262. 9. Głowacz Z., Głowacz W.: Mathematical Model of DC Motor for Analysis of Commutation Processes, Proceedings of 6-th IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drivers (SDEMPED), IEEE, Cracow, 6-8 September, 2007, pp. 138-141. 10. Głowacz Z., Zdrojewski A.: Diagnostics of commutator DC motor using spectral analysis method, Przegląd Elektrotechniczny, 85(1), 2009, 147-150. 11. Głowacz A., Głowacz A., Korohoda P.: Recognition of Color Thermograms of Synchronous Motor with the Application of Image Cross-Section and Linear Perceptron Classifier, Przegląd Elektrotechniczny, 88(10a), 2012, 87-89. 12. Głowacz A., Głowacz A., Głowacz Z.: Diagnostics of Direct Current generator based on analysis of monochrome infrared images with the application of cross-sectional image and nearest neighbor classifier with Euclidean distance, Przegląd Elektrotechniczny, 88(6), 2012, 154-157. 13. Głowacz, J. Kozik Z.: Feature selection of the armature windings short circuit fault in synchronous motor using genetic algorithm and the Mahalanobis distance, Przegląd Elektrotechniczny, 88(2), 2012, 204-207. 14. Głowacz W.: Automatyczny system dialogowy w diagnostyce maszyn elektrycznych, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, Nr 12, 2008, 14-18. 15. Głowacz W.: Koncepcja sterowania maszyny elektrycznej z zastosowaniem automatycznego systemu dialogowego, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, Nr 5, 2013, 32-35. 16. Glowacz W.: Diagnostics of Induction motor based on Spectral Analysis of Stator Current with Application of Backpropagation Neural Network, Archives of Metallurgy and Materials, 58 (2), 2013, 559-562. 17. Gwoździewicz M., Zawilak J.: Influence of the rotor construction on the singlephase line start permanent magnet synchronous motor performances, Przegląd Elektrotechniczny, 87 (11), 2011, 135-138. 18. Hudy W., Jaracz K.: Wielokryterialna identyfikacja parametrów silnika indukcyjnego przy zastosowaniu algorytmu ewolucyjnego, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, Nr 10, 2005, 9-13. 19. MathWorks MATLAB and SimuLink for Technical Computing 2014; www.mathworks.com. 205

Diagnostyka silnika indukcyjnego klatkowego bazująca na analizie i rozpoznawaniu sygnałów... 20. Pleban D., Piochowicz J., Kosala K., The Inversion Method in Measuring Noise Emitted by Machines in Opencast Mines of Rock Material. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics, 19 (2), 2013, 321-331. 21. Rusin A., Wojaczek A.: Wspomaganie decyzji remontowych maszyn i urządzeń energetycznych za pomocą analizy niezawodności, Rynek Energii, Nr 6, 2008, 34-38. 22. Sebok M., Gutten M., Kucera M.: Diagnostics of electric equipments by means of thermovision, Przegląd Elektrotechniczny, 87 (10), 2011, 313-317. 23. Smolnicki T., Stanco M., Pietrusiak D.: Distribution of loads in the large size bearing problems of identification, Tehnicki Vjesnik-Technical Gazette, 20 (5), 2013, 831-836. 24. Sułowicz M., Borkowski D., Węgiel T., Weinreb K.: Specialized diagnostic system for induction motors, Przegląd Elektrotechniczny, 86(4), 2010, 285-291. 25. Szymański Z.: Application of the Magnetic Field Distribution in Diagnostic Method of Special Construction Wheel Traction Motors, Studies in Applied Electromagnetics and Mechanics, Advanced Computer Techniques in Applied Electromagnetics, 2007, Vol. 30, 449-456. 26. Uddin J., Kang M., Nguyen DV., Kim J-M.: Reliable Fault Classification of Induction Motors Using Texture Feature Extraction and a Multiclass Support Vector Machine, Mathematical Problems in Engineering, 2014, 9 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2014/814593. 27. Walendowski P.: Zastosowanie sieci neuronowych typu SVM do rozpoznawania mowy, Praca doktorska, Politechnika Wrocławska, 2008. 28. Wu RC., Tsai JI., Chiang CT., Ouyang CS.: Detection of induction motor operation condition by acoustic signal, 8th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN), 2010, 792-797. 29. Zuber N., Cvetkovic D., Bajric R.: Multiple fault identification using vibration signal analysis and artificial intelligence methods. Acoustics & Vibration of Mechanical Structures, Book Series: Applied Mechanics and Materials, 430, 2013, 63-69. 206