Диагностика дефектов асинхронных машин по распознаванию образов

Перевод с французского: Лазарева М.В.
Донецкий национальный технический университет

Источник: Electromécanique . Convertiseurs d’énergie et actionneurs . /D.Grenier , F.Labrique, H.Buyse, E. Matagne -Dunod, Paris. – 307.

Вступление

1 Синтез методов диагностики АД

1.1 Введение

1.2 Методы диагностики со знанием априори

           1.2.1 Принцип

Вступление

           Асинхронные двигатели, по их высокой надежности и по их мощности, широко используются в промышленной среде. Обеспечивая их последовательность функционирования, требуют установку программ предварительного и коррективного обслуживания. Действительно, надежность и безопасность их функционирования позволяют частично обеспечить безопасность людей, качество обслуживания и рентабельности установок.

           К сожалению, новые принуждения и интегрирование этих машин во все более и более сложных системах преобразовании энергии проводят обследование сложнее.

           Существуют некоторые процедуры диагностики. Выбор подхода диагностики зависит от знания, которое желаем приобрести в системе, а также в сложности этой системы. Таким образом, существует два огромных класса процедур использованные в области электротехники: методы диагностирования на основе аналитических моделей и методы без модели.

           Методы на основе аналитических моделей основываются на контроле параметров и величин машины, посредством алгоритмов наблюдения. Они обнаруживают неисправности, сравнивая изменения отклонения между моделью и реальным процессом. Главное преимущество этих методов заключается в объединении априорных знаний о системе и таким образом фильтрации информации.

           Методы без модели основаны на получении информации при помощи обработки измеренных сигналов (токов, напряжений, скорости, вибраций, температуры, звуковых сигналов) могут предоставить значительную информацию о дефектах. Начиная с этих характерных величин функционирования электрических машин, использование данных методов (например, на основе распознавания образов) позволяет понять системы наблюдения или высокопроизводительных алгоритмов на основе диагностики. Показатели этих методов тесно связаны с соответствием указанных дефектов и с точным анализом измерений.

           Работы, представленные в этой статье, касаются диагностики асинхронной машины, используя методы распознавания образов (МРО): • на уровне применения, изучение является нацеленным на обнаружение электрических неисправностей, возникающих в роторе и в статоре асинхронной машины. Машина питается либо от сети, либо при помощи инвертора напряжения. Для того, чтобы не « чересчур оборудовать » в процесс за которым надо следить (добавляются датчики ускорения, датчики потока), и необходимые классические датчики которые используются в ЕП машины, а именно, датчики токов и напряжений. • на уровне методологии диагностики, эта работа вписывается в рамки методов без модели, иначе квалифицированных "методов без знания априори". Цель этого метода состоит в том, чтобы классифицировать измеренные формы, сравнивая их с типовыми формами. Форма, это осуществленное наблюдение за процессом, то есть совокупность d измерений, осуществленных в данный момент. Такая форма называется также образом, представленным точкой в многогранном пространстве d-параметров. Типовые формы в действительности, это совокупность точек, которые занимают геометрические зоны пространства, представленные названными классами, где объединены подобные формы. Во время диагностики, классы соответствуют по способу функционирования, известного и факта классифицирования нового наблюдение, означает идентифицировать один из этих способов. Это подразумевает, что, не только система МРО обладает в своей базе данных, целым обучением, но что, кроме того, способно принимать решение для любого нового наблюдения.

               1. Синтез методов диагностики АД.

           1.1 Введение

           Многочисленные недостатки могут появляться и в асинхронных двигателях. Они могут быть электрическими, механическими или магнитными. Их причины, очень разнообразные, и они делятся на три группы:

  •            причины неисправностей: перегрев двигателя, износ механических элементов (шарикоподшипников), нарушение установок, проблемы с электрической изоляцией, перенапряжения в переходных процессах...

  •            неисправности сопровождаются: частой перегрузкой, высокой окружающей температурой, неисправностью вентиляции, влажность, сильными вибрациями, старением...

  •            отсутствие контроля и человеческие ошибки: брак, дефектные компоненты, неприспособленная защита, отсутствие обслуживания...

           Эти различные причины могут спровоцировать повреждение показателей или несвоевременных остановок системы. Ранняя диагностика неисправностей, таким образом зарождающихся.

           Были разработаны многочисленные методы. Большая часть основана на вибрационном анализе. Мы исключительно интересуемся теми, основанными на электрических сигналах.

           Цель этой главы состоит в умении представлять состояние методов диагностики, примененных к АД. Эти методы классифицируются на две категории, та, что использует математическую модель системы и та, которая состоят в том, чтобы анализировать полученные и измеренные сигналы. Мы совершим синтез области применения этих методов.

1.2 Методы диагностики со знанием априори.

           1.2.1 Принцип

           Эти методы диагностики обычно начинают использовать исходя из физического моделирования двигателя. Они сравнивают изменение модели с изменением физического процесса. Давайте рассмотрим АД, как экспериментальный процесс, вопросом, подающимся исследованию модели поведения, который имеет поисковое уравнение в каждый момент или период квантования. Рисунок 1.1 приводит эту процедуру.

Рисунок 1.1 - Принцип диагностики модели

           Исходя из модели следящего процесса. Если выход модели sm (t) соответствует выходу процесса s(f), тогда модель предоставляет оценку характерных величин функционирование без дефекта. Обнаружение неисправностей осуществляется контролем ошибки выхода € (t) (метод разностей) или обнаружением отклонения между моделью (который удаляется от физического явления) и реальным процессом.

           Во втором случае, ошибка выхода может быть преуменьшенной, изменяя структурные параметры модели. Таким образом, параметры, присущие системе, идентифицируются и исследуются даже в случае неисправности. Приспособленная модель должна иметь образец способа функционирования.

Литература

  1. Electromécanique . Convertiseurs d’énergie et actionneurs . /D.Grenier , F.Labrique, H.Buyse, E. Matagne -Dunod, Paris. – 307.

в начало: портал магистров