مقدمه :

با توجه به اینکه یکی از مهمترین هزینه ها در صنعت هزینه های تعمیر و نگهداری وتوقفات روند تولید ناشی از خطاها می باشد ، بحث تشخیص به موقع خطا به منظور پیشگیری از گسنرش ان از اهمیت بالایی در صنعت برخوردار است . بسیاری از محققان و مهندسان در سال های اخیر توجه خود را به تشخیص خطا و نگهداری پیشگیرانه که هدف ان جلوگیری از خطا های بزرگ در موتور هاست ، معطوف کرده اند . تا کنون روش های مخرب و غیر مخرب زیادی پسشنهاد شده اند . رو شها ی غیر مخرب روش هایی هستند که بر پایه اندازه گیری های ساده و ارزان بنا شده اند و نیازی به تغییر ساختار موتور ندارند .اخیرا تشخیص خطا در ماشین های الکتریکی از روش های متداول قدیمی به سمت روش های مبتنی بر هوش مصنوعی می رود . متغیر های زیادی در ماشین می توانند به عنوان سیگنال تشخیص خطا به کار گرفته شوند . به دلیل ساده بودن نمونه برداری از ولتاژ ها و جریان های استاتور و در دسترس بودن حسگر های لازم برای اندازه گیری ، استفاده از این سیگنال ها مناسب به نظر می رسد .در این سمینار سعی می شود روش های هوشمند بر پایه تحلیل سیگنال برای تشخیص بعضی خطاها در موتور القایی مورد بررسی قرار گیرد ، و سپس با انتخاب متد مناسب روشی برای تشخیص خطاها ی مهم ارائه خواهد شد . ایتدا در فصل اول به معرفی راه کار های مختلف به کار رفته برای تشخیص خطا در ماشین های القایی ، مزایا و معایب انها پرداخته می شود . سپس در فصل دوم در مورد استفاده از هوش مصنوعی در تشخیص خطا بحث می شود . در فصل سوم نحوه اصلی طراحی و پیاده سازس دو طبقه بندی کننده از نوع بیزی و نیز شبکه عصبی به عنوان ابزار تفکیک موتور های سالم از موتور های خطا دار شرح داده و ملاحظات مربوط به ان بیان خواهدشد .فصل چهارم به تحلیل موجک به عنوان یکی از ابزار مهم سیستم های هوشمند برای مانیتورینگ سیگنال های خطا و مقایسه با سیگنالهای ماشین در حالت سالم و حتی به صورت انلاین مورد بررسی قرار گرفته است . در فصل پنجم به بررسی رو ش های مدل سازی دینامیکی موتور القایی معیوب می پردازیم بع بررسی دیگر روش ها مانند روش اجزا محدود ، روش تفاضلات متناهی و روش تابع سیم پیجی پرداخته می شود ودر نهایت در فصل ششم نیز نتیجه گیری را از سمینار لرائه می دهیم .

 فهرست مطالب :

مقدمه                                                                                                                         2

فصل اول : مروری بر روش های تشخیص خطا در موتور های القایی

1-1راه کار های تشخیص و اشکار سازی خطا                                                               6

1-1-1بررسی مقدار حدی                                                                                           6

1-1-2راه کار های مبتنی بر سیگنال                                                                             7

1-1-3راه کار مدل فرایند                                                                                            7

1-2-1اصول روش های تشخیص و ا شکار سازی خطا در موتور های الکتریکی                 8

1-3روش های غیر الکتریکی تشخیص حطا در موتور های الکتریکی                                9

1-3-1بررسی پیوسته ارتعاشات                                                                                   9

1-3-2بررسی پیوسته ضربه                                                                                         11

1-3-3بررسی پیوسته امواج صوتی                                                                               11

1-3-4بررسی پیوسته تغییرات سرعت                                                                           11

1-3-5تحلیل گاز                                                                                                       12

1-3-6بررسی پیوسته در جه حرارت                                                                            12

1-3-7بررسی پیوسته گشتاور فاصله هوایی                                                                    13

1-3-8بررسی هارمونیک های گشتاور                                                                          13

1-4روش های الکتریکی تشخیص خطا در موتور های الکتریکی                                     13

1-4-1بررسی پیوسته میدان مغناطیسی                                                                           13

1-4-2اندازه گیری تخلیه جزئی                                                                                  14

1-4-3بررسی طیف توان لحظه ای                                                                               15

1-4-4استغاده از بردار پاک                                                                                        16

1-4-5بررسی ولتاژ القا شده در سیم پیچی جستجو                                                         19

1-4-6روش تخمین پارامتر ها                                                                                      20

1-4-7بررسی پیوسته جریان                                                                                        20

1-5انتخاب راهکار مناسب برای تشخیص خطا در موتور های القایی                                 26

 بررسی روش های نوینcondition monitoringدر ماشین های القایی1

فصل دوم : تشخیص خطا با استفاده از هوش مصنوعی

مقدمه :

در میان روش های متعددی که بای تشخیص خطا در ماشین های الکتریکی پیشنهاد شده اند ، روش های غیر مخرب بر رئش های دیگر ترجیح دارند . منظور از روش های غیر مخرب رو شهایی است که بر پایه اندازه گیری های ساده و ارزان بنا شده اند و بدون اخلال در علکرد ماشین امکان تشخیص خطا را فراهم می کنند .اخیرا تشخیص خطا در ماشین های الکتریکی از رئش های متداول قدیمی به سمت روش های مبتنی بر استفاده از روش های هوش مصنوعی می رود . متغیر های زیادی در ماشین می توانند له عنوان سیگنال تشخیص خطا تلقی شوند . به دلیل ساده بودن نمونه بر داری از ولتاژ ها و جریان های استاتور و دردسترس بودن حسگر های لازم برای اندازه گیری ، استفاده از این سیگنال ها مناسب به نظر می رسد .روش های مبتنی بر هوش مصنوعی مزیت های زیادی نسبت به روش های سنتی دارند . به وطر کلی این روش ها هنگامی که با تنظیمات مناسب به کار گرفته شوند ، موجب کارایی بهتر سیستم تشخیص خطا می شوند . همچنین روش های مذکور به سادگی قابل توسعه و تغییر هستند و در صورت فراهم شدن داده ها یا اطلاعات جدید می توان انها را به راحتی تطبیق داد . به علاوه در طراحی این روش ها در اغلب موارد نیازی به دانستن مدل ریاضی ماشین نمی باشد . اولین روش مبتنی بر هوش مصنوعی که در تشخیص خطای ماشین های الکتریکی به کار گرفته شد ، سیتم های خبره بود .

2-1مقدمه                                                                                                                30

2-1سیستم های خبره                                                                                                31

2-2استفاده از روش های فازی                                                                                   32

2-3روش های مبتنی بر شبکه عصبی                                                                           33

2-4بازشناخت الگو                                                                                                   35

بررسی روش های نوینcondition monitoringدر ماشین های القایی2

فصل سوم : طبقه بندی الگو به منظور تشخیص خطا

3-1انواع طبقه بندی کننده ها                                                                                       38

3-1-1طبقه کننده بیزی                                                                                              38

3-1-2طبقه بندی کننده شبکه عصبی                                                                            39

بررسی روش های نوینcondition monitoringدر ماشین های القایی3

فصل چهارم : تحلیل موجک

مقدمه

علیرغم حضور طولانی نظریه موجک ها در علم مهندسی ، این نظریه در مهندسی ، کاربردی نسبتا جوان دارد .حضور جدی موجک ها به دو دهه اخیر باز می گردد . از جمله افرادی که به توسعه موجک ها کمک شایانی کردند می توان به fourgeaw.molet و giard در سال 1982 و grossman در 1984 میلادی اشاره کرد . پس از ان نظریه موجک ها به عنوان یک ابزار تجزیه و تحلیل کاربرد چشمگیری بین محققین پیدا کرد .از کاربرد های عمده موجک ها می توان به تحلیل سیگنال و انالیز عددی اشاره کرد . تحلیل سیگنال در زمینه های متنوعی مانند پزشکی ، زمین شناسی ، پردازش صدا و تصویر الکترو نیک و…. از تبدیل موجک به شکل وسیعی استفاده می کند . از بنیانگذاران تحلیل سیگنال به کمک تئوری موجک می توان martined.kornland.morlet در سال 1987 میلادی وهمچنین mallat در سال 1989 میلادی اشاره کرد . تئوری موجک در بسیاری از زمینه ها و رشته های مختلف مانند زمین شناسی ، اقتصاد ، فیزیک و… در انالیز عددی به کمک محققان و دانشمندان امده است . از پیشکسوتان این گرایش هم می توان به daubechies در سال 1991 میلادی اشاره نمود .

موجک ها به عنوان یک سیستم متعامد به دلیل قابلیت نمایش سیگنال به صورت تجزیه در سطوح مختلف جایگاه ویژه ای را بین سیستم های متعامد دیگر به خود اختصاص داده اند . در این فصل ابتدا مبانی نظریه موجک ها مورد مرور اجمالی قرار گرفته و سپس کاربرد این نظریه در تشخیص خطا های ماشین های الکتریکی بیان شده است .

4-2گذری بر موجک ها                                                                                               48

4-2-1چرا تبدیل موجک گسسته                                                                                  48

4-2-2تبدیل موجک گسسته ( dwt )                                                                            49

4-2-3subband coding ا                                                                                       49

4-2-4محاسبه سیگنال تبدیل موجک گسسته                                                                  50

4-3-1موجک دابشیز                                                                                                   54

4-کاربرد تئوری موجک                                                                                               56

4-4-1مقدمه                                                                                                               56

4-4-2کاربرد های از تئوری موجک در مهندسی قدرت                                                  56

4-4-2-1کشف و تعیین محل اختلال در سیستم قدرت                                                    56

4-4-2-2ذخیره و کم حجم سازی اطلاعا ت اختلال در سیستم قدرت                              57

4-4-2-3طبقه بندی اهتلالات قدرت                                                                             57

4-4-2-4حفاظت و عیب یابی ادوات قدرت                                                                   58

4-5تشخیص شکستگی میله روتور با استفاده از تئوری موجک                                          58

4-5-1خطای شکستگی میله                                                                                         58

4-5-2استفاده از تئوری موجک در تشخیص خطای شکستگی میله روتور                           59

 بررسی روش های نوینcondition monitoringدر ماشین های القایی4

فصل پنجم : برسی رو ش های مدل سازی دینامیکی موتور القایی معیوب

مقدمه :

تا کنون روش های مختلفی جهت تحلیل موتور های القایی معرفی شده اند ، یا این حال به کار گیری این روش ها در شرایطی که موتور دچار عیب شده است مستلزم باز نگری در فرض ها و معادلات اساسی روش مورد نظر است . به عنوان مثال وقتی در مدل برداری موتور القایی از کلیه هار مونیک میدان فاصله هوایی صرف نظر می شود دیگر نمی توان انتظار داشت تا بتوان به راحتی شرایط خطای سیم پیچی استاتور و یا شکستگی میله های روتور را به مدل اعمال کرد . به طور کلی روش هایی که با به کار گیری فرض هایی معادلات پیچیده الکترو مغناطیسی و الکترو دینامیکی موتور القایی را ساده می کنند به اسانی قادر به لحاظ کردن شرایط عیب در موتور نمی باشند . بنابر این برای مدل سازی و تحلیل موتور القایی معیوب بایستی به باز نگری روش های موجود پرداخت .مدلسازی و تحلیل موتور القایی از دوجنبه استاتیکی ( حالت دائم ) و دینامیکی ( حالت گذرا ) قابل توجه است . در حالت کلی ، عملکرد حالت دائم ماشین های الکتریکی در سیستم های الکتریکی و مکانیکی اهمیت دارد . تحلیل عملکرد این حالت از طریق حل مدار معادل ماشین صورت می گیرد . البته از حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر عملکرد موتور نیز می توان به رفتار حالت دائم ماشین پی برد .در یک موتور القایی قفس سنجابی سه فازی انرژی الکتریکی از طریق پایانه های سه فاز استاتور وارد موتور میشود ، سپس این انرژی باعث ایجاد میدان مغناطیسی گردان در فضای فاصله هوایی می شود . این میدان نقش واسط در تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی دارد . بنا بر این دو دینامیک تبدیل انرژی الکتریکی به میدان مغناطیسی و تبدیل نیروی مغناطیسی خاصل از این میدان به نیروی مکانیکی در معادلات توصیف مدل موتور القایی وجود دارد . چگونگی تولید و توزیع میدان مغناطیسی ناشی از جریان الکتریکی فاز های استاتور وابستگی زیادی به نحوه سیم پیچی و هندسه فاصله هوایی و حتی هسته های مغناطیسی روتور و استاتور دارد . در اینجا منظور از هندسه روتور قطر ، ابعاد دندانه ها و ابعاد شیار های ان و منظور از هندسه استاتور قطر داخلی ، قطر خارجی ، ابعاد شیار ها وابعاد دندانه های ان است .در ادامه به معرفی روش های جامع تحلیل موتور القایی قفس سنجابی سه فاز که قادر به پیش بینی رفتار حالت گذرای این موتور در حالت ناهم محوری بین روتور و استاتور ، همچنین شکسنگی و یا ترک خوردگی میله های روتور و دیگر خطا های متداول می باشند ، می پردازیم . البته ، روش های ساده شده دیگری نیز وجود دارند که قادر به تحلیل موتور القایی معیوب در شرایط خاص و با دقت نسبتا پایینی هستند . اما در اینجا تنها معرفی روشهای جامع و با دقت بالا مورد نظر می باشد .

5-1مقدمه                                                                                                                69

5-1-1روش اجزا محدود                                                                                           70

5-2روش تفاضلات متناهی                                                                                        73

5-3روش مدار معادل مغناطیسی                                                                                   74

5-4روش تابع سیم پیچی                                                                                           74

فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات

6-1نتیجه گیری                                                                                                          78

منابع وماخذ                                                                                                                 74

 بررسی روش های نوینcondition monitoringدر ماشین های القایی5

فهرست شکل ها :

1-1طیف ارتعاشات بای موتور 475kw ا                                                                      10

1-2شکل بردار های پارک                                                                                            17

1-3نسبت ضخامت دایره بر حسب تعداد میله های شکسته –نتایج تجربی                              18

1-4 شکل بردار های پاک الف) شالم ب)ناهم محوری                                                   18

1-5طیف فرکانسی جریان استاتور                                                                                   23

1-6طیف هارمونیکی جریان استاتور در اطراف فرکانس اصلی خط ( بالا ) موتور سالم (پایین ) موتور با ناهم محوری مرکب      21

1-7طیف هارمونیکی جریان استاتور در اطراف هارمونیک اصلی شیار خط (بال ) موتور سالم (پایین ) موتور با ناهم محوری مرکب        21

3-1نمای ساختار شبکه                                                                                                  39

3-2بررسی اثر انتخاب تعداد نورون لایه میانی بر خطای شبکه                                            39

3-3تابع سیگموئید –لگاریتمی                                                                                        40

3-4روند تغییر شاخص های خطا در حین اموزش شبکه                                                     41

4-1نحوه محاسبه dwt ا                                                                                              50

4-2سیگنال جریان استاتور و سطوح مختلف تبدیل موجک ان                                            57

4-3طیف فرکانسی باز سازی شده سطح ششم در موتور با پنج میله شکسته و تحت بارn. M 6    58

4-4طیف فرکانسی سیگنال باز سازی شده سطح دوم در موتور با پنج میله شکسته تحت بار n.m 6   59

4-5 طیف فرکانسی سیگنال بازسازی شده سطح نهم در موتور با پنج میله شکسته و تحت بار n.m 6   60

4-6انرژی ضرایب موجک در سطوح مختلف تحت بار n.m 4                                                      62

4-7انرژی ضرایب موجک در سطوح مختلف برای موتور سالم و موتور های با 4و 5میله شکسته         63

5-1اجزا روش اجزا محدود غضای حالت و ارتباطات بین انها                                                           68

 فهرست جدول ها

1-1معیار های انتخاب مناسب ترین روش تشخیص خطا در موتور های الکتریکی                    8

1-2اثر خطا های مختلف بر طیف فرکانسی جریان استاتور موتور الکتریکی                            20

1-3مقایسه روش های الکتریکی در تشخیص شکستگی میله در روتور                                    26

1-4مقایسه روش های الکتریکی در تشخیص خطای ناهم محوری روتور و استاتور                  26

4-1انرژی ضرایب موجک در سطح ششم در حالات مختلف در بار n.m 4                        61

 راه کار های مبتنی بر سیگنال :

د راین راهکار عمل تشخیص بر اساس تخلیل سیگنال های انتخابی از ماشین انجام می گیرد . در مواردی که مدل مطمئنی از فرایند در دست نیست و یا مدل فرایند در حالت خطا بسیار پیچیده است از این رهکار استفاده می شود . به عنوان مثال این راهکار از روی طیف فرکانسی جریان استاتور می تواند خطا در موتور القایی را تشخیص دهد و برای اینکه با این راهکار بتوان خطا را در شرایط مختلف کاری ماشین و یا برای ماشین های مختلف تشخیص داد ، بایستی دامنه وسیعی از اطلاعات خروجی و ورودی موتور تحت بار ها و شزایط مختلف به منظور اموزش سیستم تشخیص خطا تهیه شود .جهت بدست اوردن داده ها تموزش بایستی از یک مدل مناسب از فرایند و یا داده ها ی مربوط به سیستم های واقعی (در صورت مهیا بودن ) استفاده کرد . از انجا که مدل به طور مستقیم در سیستم تشخیص خطا استفاده نمی شود ، می توان از مدل های عددی متداول مبتنی بر روش های اجزا محدود استفاده کرد . عدم کاربرد مستقیم مدل فرایند در سیستم تشخیص خطا موجب می شود از نظر زمان تحلیل مدل در شرایط خطا محدودیتی وجود نداشته باشد .


 مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

250,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید

قیمت45000تومان

450,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید