Kategorie

Diagnostyka układów napędowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji Powiększ do pełnego rozmiaru

Diagnostyka układów napędowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji

  • Autor : Czesław T. Kowalski
  • ilośc stron : 364
  • rok : 2013
  • oprawa : miękka
  • ISBN : 978-83-7493-816-7
  • Wydawca : Politechnika Wrocławska  

Więcej szczegółów

3 dostępnych

Ostatnie egzemplarze!

38,55 zł

Obniżka!

-16%

45,90 zł

W monografii scharakteryzowano aktualne problemy monitorowania i diagnostyki uszkodzeń maszyn i napędów elektrycznych. Omówiono sposoby pozyskiwania i przetwarzania informacji diagnostycznej za pomocą nieparametrycznych metod przetwarzania sygnałów. Przedstawiono metody wykrywania uszkodzeń najczęściej występujących w napędach elektrycznych z silnikami indukcyjnymi zasilanymi z sieci i przemienników częstotliwości oraz możliwości zastosowania metod sztucznej inteligencji do realizacji detektorów i klasyfikatorów uszkodzeń. Zwrócono również uwagę na problematykę matematycznego modelowania silnika indukcyjnego z uszkodzeniami obwodów elektrycznych oraz na zastosowanie estymatorów zmiennych stanu i parametrów do diagnostyki napędów przekształtnikowych.

Monografia zawiera informacje o metodach wykrywania uszkodzeń elektrycznych w uzwojeniach wirnika i stojana oraz wybranych uszkodzeń mechanicznych (łożysk tocznych, niewyosiowania i ekscentryczności) silnika indukcyjnego zasilanego z sieci i przemiennika częstotliwości. Na podstawie danych pomiarowych zebranych na rzeczywistych obiektach laboratoryjnych z zastosowaniem własnych rozwiązań systemów pomiarowo-diagnostycznych przedstawiono praktyczne zagadnienia projektowania detektorów i klasyfikatorów uszkodzeń z wykorzystaniem sieci neuronowych i neuronowo-rozmytych.

Zaprezentowane w monografii wyniki badań zostały zweryfikowane w warunkach laboratoryjnych oraz częściowo w warunkach przemysłowych. Stanowią one podsumowanie prac badawczych prowadzonych pod kierunkiem Autora w ostatnich dziesięciu latach w zespole badawczym w Instytucie Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych na Wydziale Elektrycznym Politechniki Wrocławskiej. Były to prace realizowane w ramach projektów badawczych własnych, rozwojowych i promotorskich oraz prac na stopień kierowanych przez Autora monografii i finansowanych przez KBN, MNiSzW, NCN oraz NCBiR.

SPIS TREŚCI

Przedmowa

Wykaz ważniejszych oznaczeń

1. Wprowadzenie
1.1. Podstawowe problemy diagnostyki obiektów przemysłowych
1.2. Podstawowe zagadnienia monitorowania i diagnostyki silników indukcyjnych
1.3. Zastosowanie modeli matematycznych do diagnostyki silników indukcyjnych
1.4. Diagnostyka silników indukcyjnych oparta na analizie sygnałów pomiarowych
1.5. Diagnostyka silników indukcyjnych z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji
1.6. Podsumowanie
Literatura

2. Przegląd podstawowych uszkodzeń napędów z silnikiem indukcyjnym
2.1. Rodzaje, przyczyny i statystyka uszkodzeń silników indukcyjnych
2.2. Uszkodzenia uzwojeń wirników klatkowych
2.3. Uszkodzenia uzwojeń stojana
2.4. Uszkodzenia mechaniczne
2.5. Specyficzne uszkodzenia przekształtnikowych układów napędowych z silnikiem indukcyjnym
2.6. Podsumowanie
Literatura

3. Charakterystyka sygnałów diagnostycznych
3.1. Wielkości elektryczne i mechaniczne stosowane w diagnostyce układów napędowych
3.2. Prąd stojana jako sygnał diagnostyczny
3.3. Moc chwilowa, strumień stojana i wirnika oraz moment elektromagnetyczny jako sygnały diagnostyczne
3.4. Sygnały chwilowej mocy czynnej i biernej
3.5. Sygnał strumienia poosiowego
3.6. Sygnał drgań mechanicznych
3.7. Temperatura jako sygnał diagnostyczny
3.8. Podsumowanie
Literatura

4. Analiza sygnałów - podstawowa metoda diagnostyki napędu elektrycznego
4.1. Wprowadzenie
4.2. Wstępne przetwarzanie sygnałów
4.3. Dobór i konfiguracja cyfrowego systemu akwizycji danych
4.4. Nieparametryczne metody wyznaczania cech sygnałów diagnostycznych
4.4.1. Transformata Fouriera
4.4.2. Krótkoczasowa transformata Fouriera STFT
4.4.3. Przekształcenie falkowe
4.4.4. Transformaty wyższych rzędów
4.5. Podsumowanie
Literatura

5. Modele matematyczne silnika indukcyjnego z uszkodzeniem
5.1. Podstawowy model obwodowy silnika indukcyjnego
5.2. Model silnika indukcyjnego ze zwartymi zwojami w uzwojeniu stojana
5.2.1. Model uwzględniający dodatkową macierz asymetrii w równaniach stanu
5.2.2. Model uwzględniający wektorowy współczynnik uszkodzenia
5.2.3. Model wykorzystujący modyfikację parametrów schematu zastępczego silnika
5.2.4. Weryfikacja modeli matematycznych silnika indukcyjnego z uszkodzonym stojanem
5.3. Modele matematyczne silnika indukcyjnego z uszkodzonym uzwojeniem wirnika klatkowego
5.3.1. Modeli
5.3.2. Model II
5.4. Modele polowo-obwodowe silnika indukcyjnego z uszkodzonym stojanem
5.5. Posumowanie
Literatura

6. Estymatory zmiennych stanu i parametrów w diagnostyce napędów przekształtnikowych
6.1. Wprowadzenie
6.2. Algorytm rozszerzonego filtru Kalmana
6.2.1. Podstawowy model matematyczny filtru Kalmana
6.2.2. Estymacja rezystancji wirnika
6.2.3. Estymacja rezystancji stojana
6.3. Algorytm obserwatora Luenbergera
6.3.1. Podstawowy model matematyczny obserwatora Luenbergera
6.3.2. Estymacja rezystancji wirnika
6.3.3. Estymacja rezystancji stojana
6.4. Zastosowanie filtru Kalmana do wykrywania uszkodzeń w układzie wektorowego sterowania prędkością DFOC
6.4.1. Wykrywanie uszkodzeń wirnika klatkowego
6.4.2. Wykrywanie uszkodzeń stojana
6.5. Zastosowanie obserwatora Luenbergera do wykrywania uszkodzeń w układzie wektorowego sterowania prędkością DFOC
6.5.1. Wykrywanie uszkodzeń wirnika klatkowego
6.5.2. Wykrywanie uszkodzeń stojana
6.6. Podsumowanie
Literatura

7. Metody sztucznej inteligencji w diagnostyce
7.1. Wprowadzenie
7.2. Podstawowe informacje o sieciach neuronowych
7.3. Sieci neuronowe w diagnostyce
7.4. Metodyka uczenia i testowania neuronowych detektorów uszkodzeń
7.5. Metody logiki rozmytej w diagnostyce
7.6. Wstępne przetwarzanie sygnałów pomiarowych dla neuronowych detektorów uszkodzeń
7.7. Sieci neuronowe radialne RBF
7.8. Sieci neuronowe typu GRNN
7.9. Sieci neuronowo-rozmyte
7.10. Podsumowanie
Literatura

8. Wykrywanie uszkodzeń wirników klatkowych silnika indukcyjnego zasilanego z sieci i przemiennika częstotliwości
8.1. Charakterystyka zjawisk w silniku indukcyjnym z uszkodzonym wirnikiem klatkowym
8.2. Wykrywanie uszkodzeń wirnika na podstawie analizy widmowej prądu stojana
8.3. Wykrywanie uszkodzeń wirnika na podstawie analizy widmowej modułu wektora prądu stojana
8.4. Neuronowe detektory uszkodzeń wirnika
8.4.1. Charakterystyka badań
8.4.2. Perceptronowy detektor uszkodzeń wirników klatkowych
8.4.3. Detektor uszkodzeń wirników klatkowych oparty na sieci radialnej
8.4.4. Detektor uszkodzeń wirników klatkowych oparty na sieci neuronowo-rozmytej
8.4.5. Detektor uszkodzeń wirników klatkowych oparty na sieci MLP trenowanej danymi z analizy falkowej
8.5. Podsumowanie
Literatura

9. Wykrywanie zwarć zwojowych w stojanie silnika indukcyjnego zasilanego z sieci i przemiennika częstotliwości
9.1. Metody wykrywania uszkodzeń w stojanie
9.2. Symptomy zwarć zwojowych w stojanie silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości
9.2.1. Symptomy zwarć zwojowych w prądzie stojana
9.2.2. Symptomy zwarć zwojowych w wektorze przestrzennym prądu stojana
9.2.3. Zastosowanie hodografii wektora przestrzennego prądu stojana do wykrywania zwarć zwojowych w stojanie
9.2.4. Wykrywanie zwarć zwojowych na podstawie analizy przesunięcia kątowego między prądami fazowymi oraz prądem i napięciem stojana
9.2.5. Symptomy zwarć zwojowych w strumieniu poosiowym
9.2.6. Symptomy zwarć zwojowych w sygnałach mocy chwilowej i momentu elektroŞ
magnetycznego
9.2.7. Symptomy zwarć zwojowych w drganiach mechanicznych
9.3. Zastosowanie składowych symetrycznych do wykrywania zwarć zwojowych w silniku zasilanym z przemiennika częstotliwości
9.4. Neuronowe detektory uszkodzeń uzwojenia stojana
9.4.1. Neuronowy detektor uszkodzeń stojana oparty na danych z analizy PCA wektora przestrzennego prądu stojana
9.4.2. Neuronowy detektor uszkodzeń stojana oparty na danych z analizy składowych symetrycznych
9.5. Zastosowanie analizy falkowej do wykrywania zwarć zwojowych
9.6. Podsumowanie
Literatura

10. Wykrywanie uszkodzeń mechanicznych napędu z silnikiem indukcyjnym
10.1. Wprowadzenie
10.2. Wykrywanie uszkodzenia łożyska tocznego
10.2.1. Metody klasyczne oparte na analizie widmowej drgań i prądu
10.2.2. Metody wykrywania uszkodzenia łożyska tocznego oparta na analizie falkowej
10.3. Wykrywanie nieosiowości napędu z silnikiem indukcyjnym
10.4. Monitorowanie ekscentryczności maszyny
10.5. Neuronowe detektory uszkodzeń łożysk tocznych
10.5.1. Perceptronowy detektor uszkodzeń łożysk tocznych silnika zasilanego z przemiennika częstotliwości
10.5.2. Detektor neuronowy wykorzystujący radialną sieć neuronową
10.5.3. Detektor neuronowy wykorzystujący analizę falkową
10.6. Neuronowe detektory nieosiowości napędu
10.7. Neuronowe detektory ekscentryczności silnika
10.8. Podsumowanie
Literatura

11. Zagadnienia realizacji praktycznej systemów diagnostycznych
11.1. Wprowadzenie
11.2. Przenośny system diagnostyczny silnika indukcyjnego
11.3. Komputerowy system do monitorowania i diagnostyki uzwojenia stojana
11.4. Komputerowy system do monitorowania i diagnostyki uszkodzeń mechanicznych
11.5. Komputerowy system do monitorowania i diagnostyki uzwojeń stojana i wirnika oparty na estymacji parametrów
Literatura

Załącznik 1. Parametry badanych silników

Załącznik 2. Schematy ideowe stanowisk badawczych