Actualité

 

А présent il y a une nécessité dans l'asservissement de la fiabilité du fonctionnement de l'équipement électromécanique, dans la vérification et la définition de son état sans réalisation de démontage, dans la pronostic d'état technique et la garantie de sécurité du fonctionnement.

Réalisation du contrôle sans le démontage est fondée sur l'application des méthodes vibroacoustiques du diagnostic, du diagnostic thermique, du diagnostic selon les paramètres électriques de la comande électrique.

Dans la direction donnée les méthodes vibroacoustiques du diagnostic ont atteint le plus grand développement.

La particularité de notre travail est l'étude de l'influence mutuelle entre le convertisseur électromécanique et la charge entrainée, et la recherche de la possibilité de trouver les indices diagnostiques parmi des grandeurs électriques et mécaniques (le courant électrique, la tension, la puissance, couple d'elasticité, vibrovitesse etc.).

L'expérience d'Ukraine et des étrangères montrent, que l'utilisation des moyens du diagnostic est économiquement justifié. On sait, qu’à temps les travaux de réparation accomplis diminuent la possibilité des accidents du travail, la quantité de refus soudains de l'équipement, que diminue correspondement le temps de l'arrêt des lignes industrielles.

 

But du travail

 

La création du stand de laboratoire de l'imitation du fonctionnement de l'installation de levage de mine sur la base de la comande électrique synchrone.

 

Dans les sources [1,2,3,4] on considère les questions totales de l'йlectromandat d'amener.

Les systèmes électromécaniques tipiques des installation de levage de mine examinent dans les matiéres [1,2,4].

Dans la source [3] on décrit les voitures du courant alternatif, à la base de ce livre on produisait le choix du moteur pour l'installation de laboratoire.

Dans la matière [8] on donne les descriptions des défauts les plus répandus de l'équipement - sont amenés les spéctrogrammes des vibreparamétres, observé à n'importe quelles pannes, on décrit leurs particularités distinctives.

L'auteur dans [9] examine les questions de l'amélioration et l'optimisation de l'état technique de l'équipement du moulin par voie de l'élaboration l'introduction des méthodes et les moyens de la vibrodiagnostic fonctionnele. On fait les études théoriques et expérimentales. On donne les références aux conditions de la tenue des expériences livrées. On examine les modиles de fréquence mathématiques des défauts suivants : «le déséquilibre du rotor», le défaut de la machine-outil valcée, «l'effort insuffisant du ressort protecteur» etc. On amиne les influences statistiques données du moyen de l'installation du vibrodetecteur pour les significations des paramètres divers de la vibration.

L'objet observé peut se trouver dans un des états suivants [7] :

• intact, i.e. l'état, quand l'objet observé répond à toutes les demandes par la documentation définie normative et technique;
• la capacité de travail, i.e. l'état, quand l'objet est capable d'accomplir les fonctions données dans les  limites, qui sont définis par la documentation normative et technique;
• la justesse du fonctionnement, i.e. l'état, quand l'objet accomplit au moment courant du temps les algorithmes prescrits du fonctionnement (on sait seulement, que l'objet fonctionne correctement dans le mode donné au moment donné du temps);
• la situation d'accident de l'objet, quand son fonctionnement suivant n'est pas possible à la suite de la sortie de ses paramиtres pour les limites admissibles.

 

Parmi les pannes diagnostiquées distinguent les suivants [8] :

• les pannes "électromagnétiques";
• l'affaiblissement du pressage du paquet de l'acier;
• la rupture ou le court - circuit dans les bobinages;
• le montage incorrect mutuel des paquets du stator et le rotor; 
• la rupture ou la perte du contact dans les pivots du bobinage ou короткозамыкающих les bagues court-circuités du rotor avec le carreau d'écureuil du moteur asynchrone;
• l'affaiblissement du pressage de tout le paquet de l'acier ou seulement dans la région des dents;
• le désequilibre des masses du rotor;
• l'affaiblissement mécanique;
• la touche des éléments;
• les problèmes des paliers du glissement;
• les problèmes des paliers;
• les défauts des réducteurs et les multiplicateurs;
• les défauts des manchons etc.

 

Synthèse du système de la gestion vectorielle du moteur synchrone аu maintien du courant id=0

 

Comme découle du modèle mathématique du moteur synchrone dans le système des coordonnées d,q du rotor (le schéma correspondant structural est montré sur fig. 1), un des moyens effectifs du réglage profond de la vitesse est la possibilité du maintien par le système du réglage de la signification du courant id=0, alors le moment électromagnétique du moteur synchrone dépendra seulement du courant du stator selon l'axe i_q et le flux ψ_d. А la suite des expériences sur le modèle mathématique est établi, que le flux ψ_q ne change pas pratiquement dans tous les modes du mandat d'amener : à établi et de transition (la dispersion, le bloquage, le mettre et la faille de la charge) c'est proche du zéro. C'est-а-dire on peut accepter l'admission, que ψ_q = const ≈0. Le flux ψ_d n'est pas égal au zéro, elle aussi change faiblement, i.e. ψ_d = const ≠ 0. Ainsi, les contours du réglage se renferment seulement selon les courants, les significations} de qui sont mesurées directement. Les grandeurs des flux sont utilisées pour la compensation des liaisons croisées, ils peuvent être estimés avec l'aide des modиles mathématiques ou sont mesurés directement.

 

Figure 1 - Le schéma structural appliqué du moteur synchrone

 

On amène plus bas la synthèse des régulateurs du système du subordonné du réglage de la vitesse.

 

La synthèse des régulateurs du courant

 

Le contour du réglage du courant i_d est synthétisé dans la supposition, que les liaisons croisées dans l'objet du réglage de la bonne façon sont compensé. Le schéma structural du contour du réйglage du courant (CRC) est amené sur fig. 2 :

 

Figure 2– Le schéma structural du contour du réglage du courant i_d

 

Le contour du r2glage du courant, contient un grand T_2d=x_2d/R_s et un petit T constante du temps. Nous trouverons, que T = Tµ est une petite constante incompensée du temps.

L'erreur statique selon l'influence dirigeant comme la réaction au saut du système avec l’astatisme du premier ordre est égale au zéro. Pour que le système soit devenu du premier ordre astatique, nous choisirons le régulateur du courant du type en proportion - intégral (PI), en compensant une grande constante du temps T_2d. La fonction de transmission choisi du régulateur PI du courant :

En orientant le système pour l'optimum technique, nous acceptons la constante du temps du régulateur du courant ègal à T_PTd=2Tµ. On produit de la même manière la synthèse des régulateurs des courants i_q et i_f. Leurs fonctions de transmission auront l'aspect suivant :

Le réglage des régulateurs des courants i_q et i_f pour l'optimum technique : T_PTd=2Tµ, T_PTf=2Tµ.

 

La synthèse du régulateur de la vitesse

 

Le schéma de comptes structural du contour du réglage de la vitesse est amené sur fig. 3, qui est plus bas.

Figure 3 – Le schéma structural du contour du réglage de la vitesse

 

Pour la garantie d’astatisme du système de gestion selon l'influence dirigeant et selon la charge, nous acceptons le système intégrant une fois du subordonné du réglage de la vitesse, pour cela nous choisissons le régulateur de la vitesse du type PI, la fonction de transmission de qui

est reçue dans la supposition, que dans le régime établi la signification du flux ψ_d=const. En orientant le régulateur de la vitesse pour l'optimum symétrique, nous acceptons les significations des coefficients : a=8 ,  T_Ш = 4Tµ.

 

Le modelage du donné de l'intensité

 

Donné de l'intensité (DI) est nécessaire à la formation de la loi désirable du changement de la grandeur réglée, mais en particulier - à la vitesse. Dans le cas examiné le donné doit, excepté la garantie du rythme donné du changement de la vitesse, avoir la possibilité de limiter la grandeur de la saccade. Le schéma structural du DI avec la restriction de la saccade est amené sur fig. 4.

Figure 4 – Le schéma structural du donné de l'intensité avec la restriction de la saccade

 

Le schéma structural du système RF-MS avec le maintien i_d = 0 est amené sur fig. 5. Les graphiques des transitions sur fig. 6 - 15 reflиtent le changement du temps des grandeurs principales au fonctionnement du système de gestion examiné du moteur synchrone. On examine l'acquittement de travail de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le passage suivant à la vitesse baissée. Le jeté de la charge sur la fréquence établie de la rotation est produit pour l'estimation de la qualité des transitions à l'acquittement de travail par le système de gestion de l'aspect de l'influence. De fig. 6 on voit, que le système est astatique selon la charge. Aussi, le système de gestion est astatique selon l'influence dirigeant de l'ordre nul, l'erreur de l'acquittement de travail du devoir dans ce cas est égal au zéro et la signification établie de la fréquence de la rotation donné. En outre elle est stable, puisque dans tous les modes examinés (la dispersion, le bloquage, le jeté de la charge) n'est pas observé les apparitions des autohésitations. Comme plus tôt, à priori, était supposé, le flux Ψ_q ≈0 au cours de tout le cycle du travail (fig. 11), mais la grandeur du flux Ψ_d dans les régimes établis se tient au niveau constant, dans les régimes de transition n'est pas changé beaucoup.

Figure 5 –Le schéma structural du système RF-MS avec le maintien i_d=0

 

Figure 6 – Le graphique de la dépendance de la fréquence de la rotation du temps ω* (t) à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 7 – Le graphique de la dépendance de la couple électromagnetique du temps M* (t) à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 8 – Le graphique de la dépendance du courant du stator du temps i_s* (t) à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 9 – Le graphique de la dépendance du courant de l'excitation du temps i_f*(t) à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 10 – Le graphique de la dépendance du courant du bobinage compensant du temps i_e*(t) à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 11 – Le graphique de la dépendance du flux du stator  du temps Ψ_s*(t)  à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 12 – Le graphique de la dépendance du flux du bobinage de l'excitation du temps Ψ_f*(t)  à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 13 – Le graphique de la dépendance du flux du bobinage compensant du temps Ψ_e*(t) à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 14 – Le graphique de la dépendance du courant du stator du temps i_d*(t) à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

Figure 15 – Le graphique de la dépendance du courant du stator du temps i_q*(t) à l'acquittement de travail par le système RF-MS de la tachigrame trapéssoide du mouvement avec le maintien i_d=0

 

 

Le réglage directe pour le couple (DTC)

 

Le réglage directe pour le moment est, pour régler l'amplitude et la phase du vecteur présentant les flux du stator. On travaile, pour réaliser cela dans les coordonnées de départ du Parc lié aux bobinages du stator, i.e. le repиre dq (les coordonnées d-q) est défini ξs=0, qui coпncide avec le repиre αβ du stator. Donc pour correspondre

il doit y avoir une égalité

 

Des expressions

on peut exprimer I_sdq et I_rdq

En mettant deux dernières expressions à l'équation du couple électromagnétique

On peut exprimer le moment par les flux du stator et du rotor

où ρ_s et ρ_r  –  comme il faut les angles entre les vecteurs Ψ_sdq et Ψ_rdq et l'axe donné du stator, fig. 16.

Figure 16 –Les flux du stator et du rotor

 

La constante du temps du rotor T_r, définissant le changement des flux du rotor, а excиde beaucoup de fois le dernier σL_cs/R_s pour les flux du stator.

En utilisant l'équation de l'équilibre électrique pour le stator Usdq et l'expression pour Isdq, on peut montrer l'équation de la transformation des flux du stator:

Donc, on peut examiner concernant l'échelle de temps de la gestion, que le flux du rotor est pratiquement aux constantes selon la direction et l'amplitude et que le couple peut être réglé par l'influence sur le flux du stator.

Le réglage directe pour le couple consiste en, pour soutenir le niveau (la norme) du flux du stator constante et lui retenir dans la limite d’entre  et ; régler le couple, l'influence sur le coin ρ_s, à la partie de son augmentation, si la différence  diminue et, au contraire, baisser son (couple) en cas de l'augmentation .

Les signaux correspondant de la gestion sont générés des comparateurs de l’hysteresis.

Le réglage des tensions, qui seront joints au machine, peut être réalisé, en examinant, que l'inverteur de la tension peut soutenir dans le plan s_α, s_β seulement sept vecteurs des tensions divers en fonction de la configuration des interrupteurs d’électronique de force, que le font, fig. 17-18.

Figure 17 – La position des clés pour la garantie des niveaux donnés des tensions

(L'animation, 8 effectifs, 5 répétitions, le montant 12,1 кВ)

 

Figure 18 – Les tension sur l'inverteur de la tension

 

 

On distingue encore six secteurs. Si, comme à l'exemple présenté sur fig. 18, le vecteur Ψsdq s'installe dans le secteur 1, et les signaux de la gestion inducte, que sa phase ρ_s doit augmenter (pour augmenter la grandeur du moment), sera joint, nous admettras, la tension Us2 ou Us3 est d'accord à ce qu'est demandé - augmenter ou diminuer la grandeur de l'amplitude Ψsdq.

Par le moyen simple, si on souhaite augmenter la phase ρ_s, mettront mutuellement Us6 ou Us5 est d'accord а ce que l'amplitude Ψsdq devra augmenter ou diminuer.

Le tableau 1 fait en fonction des signaux de sortie de la gestion des comparateurs de l'hysteresis et le secteur, où se trouve Ψsdq, les vecteurs divers des tensions, qui seront joints (au moteur).

 

Le tableau 1 - Les tensions joints aux bornes du moteur

 

L'estimation de la grandeur Ψsdq peut se réaliser par l'intégration simple des tensions, joints au moteur, avec le compte des chutes homiqus de la tension:

Dernier probablement parce que repиres αβ du stator et dq du rotor coпncident si

En connaissant l'amplitude et la phase Ψsdq on peut facilement définir le moment développé par le moteur. En exprimant Irdq à la fonction Ψsdq et Isdq et en prenant en considération l'expression pour le couple, nous montrerons, que

L'e réglage directe pour le couple présente l'avantage, qui permet de recevoir les caractéristiques dynamiques augmentées sans nécessité, contrairement à la gestion vectorielle, les comptes compliqués de la capacité, la mesure ou l'estimation exacte de la fréquence de la rotation du rotor. De l'estimation du flux du stator par voie de l'intégration des grandeurs totales, il faut, que le réglage, toute fois, est trиs sensible aux erreurs des mesures. En outre la gestion réalisée des comparateurs de l'hysteresis, conduit vers le travail avec la fréquence variable de l'inverteur de la tension, qui nourrit le moteur.

 

Vejvlets orthogonals et analyse de plus échelle

 

La vejvlet-transformation se présente naturellement dans le contexte de l'analyse de plus échelle (multiresolution analysis), МА. МА est structure mathématique synthétisant deux idées du traitement des signaux. La première idée - la décomposition du signal selon les sousdiapazones (subband decomposition) a apparu à l'aide des filtres quadratiques de miroir (quadrature mirror filters) - dans la tûche de la compression des paroles. La deuxiиme idée - la présentation pyramide (pyramid representation) - dans la tûche de la compression des représentations. Les deux idées sont liés à l'application vers le signal des filtres de l'aspect spécial. Dans le premier cas la théorie était construite dans les termes de la Fur'e-transformation du signal, а deuxiиme - dans les termes du signal initial.

Nous examinerons le signal - la succession des nombres x =. Pour l'effacement du signal, les répressions du bruit et d'autres buts utilisent souvent les filtres - les transformations les paquets de l'aspect :

.

Le signal y =  réussit par “ moyen local” du signal x avec l'aide de la composition des "poids" :

Par la suite nous seront nйcessaires les notions suivantes.

•  La transformation discontinue de Fur’e (TDF) du signal :  (la somme formelle).
• La z-transformation du signal : (la somme formelle).

• Lla transformation de Fur’e de la fonction a l'air .

 

Dans ces termes l'application du filtre s'inscrit tellement :

,(1.1)

ou

 (1.1')

( si le signal est final, de lui il est ordinaire définissent par l'image périodique pour toutes les significations entières de l'indice).

 

• Le filtre transposé   comprend les mêmes coefficients, que le filtre déplacé dans l'ordre inverse. Au Fur'e-domaine le filtre transposé a l'air . Les coefficients de tous les signaux et les filtres seront supposés matériel.

 

La décomposition selon les gammes

 caractérise la distribution de la "énergie" du signal selon les fréquences . Parfois il arrive utilement mettre le signal pour les composants, l'énergie de qui est concentrée à divers sousdiapazones de fréquence(i.e. beaucoup autre du zйro sur divers soussegments du segment ), et les coder avec le degré différent du détail (par exemple, en fonction de la sensibilité de l'oreille humaine aux sons de la fréquence diverse). Longtemps avant la création de la vejvlet-analyse pour cela on utilisait le schéma, qui nous décrirons maintenant.

Nous voulons trouver deux filtres, h (réprimant d'hautes fréquences) et g (réprimant les fréquences basses), qui permettraient de mettre le signal pour deux composants,  et , deux fois de ceux-ci rarer (la moitié des significations devient superflue - en effet, la gamme de fréquence a été réйduit deux fois!), mais puis, avec l'aide des filtres transposés, exactement restaurer selon ces données le signal initial (cette opération on peut appliquer récoursive). Il est confortable d'inscrire les conditions pour les filtres cherchés dans les termes de la z-transformation.

Que  est la z-transformation d’un du composant. Avant le codage elle a l'occasion rare deux fois, mais avant la restitution du signal initial jusqu'à la longueur initiale par l'insertion des zéros entre les significations voisines. Avec cela la z-transformation de  transforme à . Nous mettrons ici (1.1 ’) pour chacun des filtres, et nous recevrons les z-transformations le composant avant la restitution

Les z-transformations des filtres transposés ont l'air  et . Le signal se rétablira avec leur aide exactement, si :

.

Nous recevons les conditions de la restitution exacte (perfect reconstruction, PR) :

Sur la forme matricielle ils s'inscrivent tellement :  

,

où

Ayant mis , nous recevrons les conditions sur TDF des filtres cherchés

 

•                          (1.2)
• 

Nous admettras, que nous avons trouvé h tel, que

      (1.2’)

Alors, ayant mis

,   (1.3)

nous voyons, que (1.2) est accompli. La tûche a été réduit à la présence du polynôme trigonométrique satisfaisant (1.2 ’). Sur les méthodes de la construction des tels polynômes nous nous arrêterons dans le cours suivant. Les filtres h et g, satisfaisant (1.2), s'appellent les filtres quadratiques de miroir (quadrature mirror filters, QMF).

Sur fig. 17, (a) et (b), sont montrés TDF d'une telle paire de filtres h et g, ainsi que le signal initial jusqu'à et après le filtrage (sans rarement).

 

Figure 17a.

 

Figure 17b.

 

On peut appliquer l'exactement même opération à un ou deux de reçu le composant, etc., en obtenant la localisation nécessaire selon la fréquence. Cela permet de s'adapter aux particularités du signal aux frais du choix convenant “de l'arbre de la décomposition”. Il peut avoir l'air, par exemple, tellement :

Figure 18 - “ L'arbre de la décomposition ”

 

 

 

Referances bibliographuques

 

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10. Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. Учебник для вузов/ Беркович И.И., Громаковский Д.Г.; Под ред. Громаковского Д.Г.; Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 2000. 268 с.

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Lors de la rédaction de ce travail autosummary études supérieures n'est pas terminé. Le travail final peut être obtenu auprès de l'auteur ou le superviseur après Décembre 2010