دانلود پایان نامه : تشخيص خطاي سيم بندي استاتور با آناليز موجک و شبکه عصبي

دانلود پایان نامه : تشخيص خطاي سيم بندي استاتور با آناليز موجک و شبکه عصبي

تعداد صفحات: 119

فرمت فایل: ورد

دسته بندی: - -

قیمت: 6000 تومان

تعداد نمایش: 333 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 29 جولای 2016

به روز رسانی در: 29 جولای 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

6000 تومان – خرید

پايان نامه براي دريافت درجه کارشناسي ارشد M.Sc

مهندسي برق – قدرت

عنوان:

تشخيص خطاي سيم بندي استاتور با آناليز موجک و شبکه عصبي

 چکیده : 

مقدمه :

 

فصل اول: بررسي انواع خطا در ماشينهاي القايي و علل بروز و روشهاي تشخيص آنها

1-1-مقدمه…………………………………….…..……………………………………………………………………………………3

1-2-بررسي انواع تنشهاي وارد شونده بر ماشين القايي………………………..……………………………………….4

1-2-1-تنشهاي موثر در خرابي استاتور…………....………………………………………………………………………….4

1-2-2- تنشهاي موثر در خرابي روتور……………………….……………………………………………………………….5

1-3- بررسي عيوب اوليه در ماشينهاي القايي………………………………………………………………………………8

1-3-1- عيوب الکتريکي اوليه در ماشينهاي القايي………………………..……………………………………………….10

1-3-2- عيوب مکانيکي اوليه در ماشينهاي القايي…………………………………………………………………………..17

فصل دوم: مدلسازي ماشين القايي با استفاده از تئوري تابع سيم پيچ

2-1-تئوري تابع سيم پيچ…………………………………………………………………………………………………………..21

2-1-1-تعريف تابع سيم پيچ………………………………………………………………………………………………………21

2-1-2-محاسبه اندوکتانسهاي ماشين با استفاده از توابع سيم پيچ……………………………………………………..26

2-2-شبيه سازي ماشين القايي……………………………………………………………………………………………………29

2-2-1- معادلات يک ماشين الکتريکي باm سيم پيچ استاتور و n سيم پيچ روتور……………………………..32

2-2-1-1-معادلات ولتاژ استاتور……………………………………………………………………………………………….32

2-2-1-2- معادلات ولتاژ روتور………………………………………………………………………………………………..33

2-2-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطيسي…………………………………………………………………………………35

2-2-1-4- معادلات موتور القاي سه فاز قفس سنجابي در فضاي حالت……………………………………………36

2-3- مدلسازي خطاي حلقه به حلقه و خطاي کلاف به کلاف…………………………………………………………44

فصل سوم: آناليز موجک و تئوري شبکه هاي عصبي

3-1-تاريخچه موجک ها……………………………………………………………………………………………………………54

3-2-مقدمه اي بر خانواده موجک ها……………………………………………………………………………………………54

3-2-1-موجک هار…………………………………………………………………………………………………………………..55

3-2-2- موجک دابيشز………………………………………………………………………………………………………………55

3-2-3- موجک کوايفلت…………………………………………………………………………………………………………..56

3-2-4- موجک سيملت…………………………………………………………………………………………………………….56

3-2-5- موجک مورلت……………………………………………………………………………………………………………..56

3-2-6- موجک مير…………………………………………………………………………………………………………………..57

3-3- کاربردهاي موجک………………………………………………………………………………………………………….57

3-4- آناليز فوريه…………………………………………………………………………………………………………………….58

3-4-1- آناليز فوريه زمان-کوتاه………………………………………………………………………………………………..58

3-5-آناليز موجک……………………………………………………………………………………………………………………59

3-6- تئوري شبکه هاي عصبي…………………………………………………………………………………………………..69

3-6-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………69

3-6-2- مزاياي شبکه عصبي……………………………………………………………………………………………………..69

3-6-3-اساس شبکه عصبي………………………………………………………………………………………………………..69

3-6-4- انواع شبکه هاي عصبي………………………………………………………………………………………………….72

3-6-5-آموزش پرسپترونهاي چند لايه…………………………………………………………………………………………76

فصل چهارم:روش تشخيص خطاي سيم بندي استاتور در ماشين القايي(خطاي حلقه به حلقه)

4-1- اعمال تبديل موجک………………………………………………………………………………………………………….79

4-2- نتايج تحليل موجک…………………………………………………………………………………………………………..81

4-3- ساختار شبکه عصبي………………………………………………………………………………………………………….94

فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات..

نتيجه گيري………………………………………………………………………………………………………………………………………97

پيشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………..98

پيوست ها………………………………………………………………………………………………………………………………..99

منابع و ماخذ

 فارسي………………………………………………………………………………………………………………………………….100

منابع لاتين……………………………………………………………………………………………………………………………..101

چكيده لاتين…………………………………………………………………………………………………………………………..105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل1-1 : موتور القايي با ساختار مجزا شده از هم…………………………………………………………….9

شکل1-2: شماي قسمتي از موتور و فرکانس عبور قطب………………………………………………………………10

شکل1-3: (الف) اتصال کوتاه کلاف به کلاف بين نقاط b وa    (ب) خطاي فاز به فاز……………………..15

شکل2-1: برش از وسيله دو استوانه اي با قرارگيري دلخواه سيم پيچ در فاصله هوايي………………………..22

شکل2-2: تابع دور کلاف متمرکز باN دور هادي مربوط به شکل2-1………………………………………………23

شکل2-3: تابع سيم پيچي کلاف متمرکز N دوري مربوط به شکل2-1……………………………………………..25

شکل 2-4: ساختار دو سيلندري با دور سيم پيچA وB…………………………………………………………………..26

شکل2-5: تابع دور کلاف ‘BB شکل2-……………………………………………………….. ………………………….27

شکل2-6:(الف) تابع دور فازa استاتور   (ب) تابع سيم پيچي فازa استاتور……………………………………..30

شکل2-7: تابع سيم پيچي حلقه اول روتور…………………………………………………………………………………30

شکل2-8(الف) اندوکتانس متقابل بين فازA استاتور و حلقه اول روتور  (ب) مشتق اندوکتانس متقابل بين فازa استاتور و حلقه اول روتور نسبت به زاويه  …………………………………………………………………………31

شکل2-9:  شکل مداری در نظر گرفته شده برای روتور قفس سنجابی ……………………………………………34

شکل 2-10: نمودار جريان (الف) فازa  (ب)فازb   (ج) فازc استاتور در حالت راه اندازي بدون بار…..41

شکل2-11: (الف) نمودار سرعت موتور در حالت راه اندازي بدون بار(ب) نمودار گشتاور الکترومغناطيسي موتور در حالت راه اندازي بدون بار…………………………………………………………………………………………..42

شکل2-12: نمودار جريان (الف) فازa   (ب) فازb    (ج) فازC استاتور در حالت دائمي بدون بار…….43

شکل2-13: فرم سيم بندي استاتور وقتي که اتصال کوتاه داخلي اتفاق افتاده است      (الف) اتصال ستاره       (ب) اتصال مثلث ………………………………………………………………………………………………………………. 45

شکل2-14: تابع دور، فازD در حالت خطاي حلقه به حلقه (الف) 35دور  (ب) 20دور  ج) 10دور………………………………………………………………………………………………………………………………..48

شکل2-15: تابع سيم پيچي فازD در خطاي حلقه به حلقه  (الف)35دور    (ب)20دور   (ج) 10دور………………………………………………………………………………………………………………………………..48

شکل2-16: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بين فازC و حلقه اول روتور   (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بين فاز C و حلقه اول روتور نسبت به زاويه …………………………………………………………………………….48

شکل2-17: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بين فازD و حلقه اول روتور   (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بين فاز D و حلقه اول روتور نسبت به زاويه………………………………………………………………………………49

شکل2-18:  نمودار جريان استاتور    (الف) فازa     (ب)فازb      (ج) فازC  در خطاي 10 دور در حالت راه اندازي بدون بار ……………………………………………………………………………………………………………….50

شکل2-19: نمودار جريان استاتور     (الف) فازa      (ب) فازb     (ج) فازC در خطاي 35 دور در حالت راه اندازي بدون بار ……………………………………………………………………………………………………………….51

شکل2-20: (الف) گشتاور الکترو مغناطيسي در خطاي 10دور   (ب) خطاي 35 دور ………………………..52

شکل2-21: نمودار سرعت موتور در خطاي حلقه به حلقه (35دور) ……………………………………………….52

شکل2-22:نمودار جريان استاتور      (الف) فازa       (ب) فازb        ( ج) فازC   درخطاي (35دور) در حالت دائمي بدون بار …………………………………………………………………………………………………………….53

شکل3-1:(الف) تابع موجک هار Ψ  (ب) تابع مقياس هار  ………………………………………………………55

شکل3-2: خانواده تابع موجک دابيشزΨ ……………………………………………………………………………………55

شکل3-3: (الف) تابع موجک کوايفلت Ψ  (ب) تابع مقياس کوايفلت  …………………………………….. 56

شکل3-4: (الف) تابع موجک سيملت Ψ     (ب) تابع مقياس سيملت  ……………………………………….56

شکل3-5: تابع موجک مورلت Ψ …………………………………………………………………………………………….57

شکل3-6: (الف) تابع موجک مير Ψ   (ب) تابع مقياس مير  ……………………………………………………57

شکل3-7: تبديل سيگنال از حوزه زمان-دامنه به حوزه فرکانس-دامنه با آناليز فوريه …………………………58

شکل3-8: تبديل سيگنال از حوزه زمان- دامنه به حوزه زمان –مقياس با آناليز موجک ………………………59

شکل3-9: (الف) ضرايب موجک       (ب) ضرايب فوريه …………………………………………………………..60

شکل3-10: اعمال تبديل فوريه بروي سيگنال و ايجاد سيگنالهاي سينوسي در فرکانسهاي مختلف…………61

شکل3-11: اعمال تبديل موجک بروي سيگنال ………………………………………………………………………….61

شکل3-12: (الف) تابع موجک Ψ       ب) تابع شيفت يافته موجک  …………………………………………62

شکل3-13: نمودار ضرايب موجک……………………………………………………………………………………………63

شکل3-14: ضرايب موجک هنگامي که از بالا به آن نگاه شود ………………………………………………………63

شکل3-15: مراحل فيلتر کردن سيگنال S  …………………………………………………………………………………65

شکل3-16: درخت آناليز موجک ……………………………………………………………………………………………..66

شکل 3-17:درخت تجزيه موجک …………………………………………………………………………………………….66

شکل3-18: باز يابي مجدد سيگنال بوسيله موجک ………………………………………………………………………..67

شکل3-19: فرايند upsampling کردن سيگنال …………………………………………………………………………67

شکل 3-20: سيستم filters quadrature  mirror ……………………………………………………………….67

شکل 3-21: تصوير جامعي از مرفولوژي نرون منفرد …………………………………………………………………..70

شکل3-22: مدل سلول عصبي منفرد …………………………………………………………………………………………71

شکل3-23: ANN سه لايه ……………………………………………………………………………………………………..71

شکل3-24: منحني تابع خطي …………………………………………………………………………………………………..73

شکل3-25: منحني تابع آستانه اي …………………………………………………………………………………………..73

شکل3-26: منحني تابع سيگموئيدي …………………………………………………………………………………………74

شکل3-27: پرسپترون چند لايه ………………………………………………………………………………………………..75

شکل3-28: شبکه عصبي هاپفيلد گسسته(ونگ و مندل،1991) ……………………………………………………….75

شکل 4-1: ساختار کلي تشخيص خطا ………………………………………………………………………………………79

شکل4-2: ساختار کلي پردازش سيگنال در موجک ………………………………………………………………………81

شکل4-3: تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (35دور) با   در بی باری ……………………………….82

شکل4-4: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (20دور) با   در بی باری …………………………….82

شکل4-5: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (10دور) با   در بی باری …………………………….83

شکل4-6: : تحليل جريان استاتور درحالت سالم با   در بی باری ……………………………………………..83

شکل4-7: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(35دور)با   در بارداری ………………………………..84

شکل4-8: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(20دور)با   در بارداری …………………………………84

شکل4-9: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(10دور)با   در بارداری …………………………………85

شکل4-10:تحليل جريان استاتور در حالت سالم با  در بارداری …………………………………………………85

شکل4-11: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 35دور)در بی باری با 86

شکل4-12: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 20 دور)در بی باری با….87.

شکل4-13: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 10دور)در بی باری با …88

شکل4-14: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين سالم در بی باری با  …..………..……………….89

شکل4-15: نمای شبکه عصبی ……………………………………………………..…………….…………………………..94

شکل4-16: خطای train کردن شبکه عصبی ………………………….………..……………………………………….95 

جدول4-1 : انرژي ذخيره شده در ماشين سالم ……………………………….…………………………………………..90

جدول 4-2: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (10 دور) …………….……………….………………………..91

جدول 4-3: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (20 دور) …………….……………….……………………… .92

جدول 4-4: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (35 دور) …………….………………….……………………. 93

جدول4-5: نمونه هاي تست شبکه عصبي …..………………………………………………………………………….. 96

چکيده:

در اين پايان نامه ابتدا عيوب الكتريكي و مكانيكي در ماشينهاي الكتريكي بررسي گرديده و عوامل به وجود آورنده و روشهاي رفع اين عيوب بيان شده است . به دنبال آن ، به كمك روش تابع سيم پيچي ماشين شبيه سازي و خطاي مورد نظر يعني خطاي سيم بندي استاتور به آن اعمال و نتايج مورد بررسي قرار داده شده است. پارامتر اصلي كه براي تشخيص خطا در اين پايان نامه استفاده كرده ايم ، جريان سه فاز استاتور در حالت سالم و خطادار  ،تحت بارگذاري هاي مختلف خواهد بود.

در قسمت بعدي تئوري موجك و همچنين شبكه عصبي مورد بررسي قرار گرفته است . مادر اينجا از   براي استخراج مشخصات سيگنال استفاده كرده ايم ، مهمترين دليلي كه براي استفاده از اين موجك داريم خاصيت متعامد بودن و پشتيباني متمركز سيگنال در حوزه زمان مي باشد. شبكه عصبي كه براي تشخيص خطا استفاده كرده ايم  ، شبكه سه لايه تغذيه شونده به سمت جلو با الگوريتم آموزش BP  و تابع فعاليت سيگموئيدي مي باشد . در فصل چهارم روش تشخيص خطاي سيم بندي استاتور در ماشين القايي بيان شده است كه به صورت تركيبي از آناليز موجك و شبكه عصبي لست. روند كلي تشخص خطا به اين صورت مي باشد كه ابتدا از جريان استاتور ماشين در حالت سالم و همچنين تحت خطاهاي مختلف كه در فصل دوم بدست آورده ايم استفاده شده و تبديل موجك بروي آن اعمال گرديده است.سپس با استفاده از ضرايب موجك مقادير انرژي در هر مقياس استخراج و  به عنوان ورودي شبكه عصبي جهت آموزش دادن آن براي تشخيص خطاي سيم بندي استاتور مورد استفاده قرار گرفته است. در نهايت به كمك داده هاي تست، صحت شبكه مذكور مورد بررسي قرار داده شده است. در نهايت نتيجه گيري و پيشنهادات لازم بيان گرديده است.

با توجه به مطالب اشاره شده نتيجه مي شود كه با تشخيص به موقع هر كدام از عيوب اوّليه در ماشين القايي مي توان از پديد آمدن حوادث ثانويّه كه منجر به وارد آمدن خسارات سنگين مي گردد ، جلوگيري نمود . در اين راستا سعي شده است كه با تحليل ، بررسي و تشخيص يكي از اين نمونه خطاها، خطاي سيم بندي استاتور يك موتور القايي قفس سنجابي ، گامي موثر در پياده سازي نظام تعميراتي پيشگويي كننده برداشته شود و با بكارگيري سيستم هاي مراقبت وضعيت بروي چنين ماشينهايي از وارد آمدن خسارات سنگين بر صنايع و منابع ملي جلوگيري گردد.

مقدمه:

موتورهاي  الکتريکي نقش مهمي را در راه اندازي موثر ماشينها و پروسه هاي صنعتي ايفا مي کنند. بخصوص موتورهاي القايي قفس سنجابي را که بعنوان اسب کاري صنعت           مي شناسند. بنابراين تشخيص خطاهاي اين موتورها مي تواند فوايد اقتصادي فراواني در پي داشته باشد. از جمله مديريت کارخانه هاي صنعتي را آسان مي کند، سطح اطمينان سيستم را بالا مي برد، هزينه تعمير و نگهداري پايين مي آيد و نسبت هزينه به سود بطور قابل توجهي کاهش مي يابد.

Bonnett  و Soukup براي خرابيهاي استاتور موتورهاي القايي سه فاز قفس سنجابي، پنج حالت خرابي مطرح کرده اند که عبارت اند از: حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز و کلاف به زمين[1]. براي موتورهاي قفس سنجابي، خرابيهاي سيم پيچي استاتور و ياتاقانها  کل خرابيها به حساب مي آيند و همچنين اکثر خرابيهاي سيم پيچي استاتور موتور القايي از فروپاشي عايقي حلقه به حلقه ناشي مي شود]2[. برخي از محققين خرابيهاي موتور را چنين تقسيم بندي کرده اند: خرابي  ساچمه ها ( ياتاقانها) %40-50، خرابي عايق استاتور %30-40 و خرابي قفسه روتور %5- 10 [3] که اگر خرابي حلقه به حلقه جلوگيري نشود، منجر به خطاي فاز به زمين يا فاز به فاز مي گردد، که خطاي فاز به زمين شديد تر است. در مقالات[4] [5] نظريه تابع سيم پيچي و کاربرد آن در آناليز گذرای موتورهاي القايي تحت خطا شرح داده شده است. از اين نظريه در مدلسازي خطاي حلقه به حلقه استاتور استفاده شده است. علاوه بر روشهاي فوق خطاي استاتور موتور القايي را     مي توان به کمک بردارهاي فضايي مورد مطالعه قرار داد[6].

فصل اول :

بررسي انواع خطا در ماشينهاي القايي و علل بروز و روشهاي تشخيص آنها

1-1- مقدمه:

خرابيهاي يك موتور قفس سنجابي را مي توان به دو دسته الكتريكي و مكانيكي تقسيم ‌كرد.هر كدام از اين خرابيها در اثر عوامل و تنش هاي متعددي ايجاد مي گردند . اين تنشها در حالت كلي بصورت حرارتي ، مغناطيسي ، ديناميكي ، مكانيكي و يا محيطي مي باشند كه در قسمت هاي مختلف ماشين مانند محور ، بلبرينگ ، سيم پيچي استاتور ، ورقه هاي هسته روتور واستاتور و قفسه روتور خرابي ايجاد مي كنند. اكثر اين خرابيها در اثر عدم بكارگيري ماشين مناسب در شرايط كاري مورد نظر ، عدم هماهنگي بين طراح و كاربر و استفاده نامناسب از ماشين پديد مي آيد . در اين قسمت سعي گرديده است ابتدا انواع تنشهاي وارده بر ماشين ، عوامل پديد آمدن و اثرات آنها بررسي گردد .

قبل از بررسي انواع تنشهاي وارده بر ماشين القايي بايستي موارد زير در نظر گرفته شود :

1- با مشخص كردن شرايط كار ماشين مي توان تنشهاي حرارتي، مكانيكي وديناميكي را پيش بيني نمود و ماشين مناسب با آن شرايط را انتخاب كرد . به عنوان مثال ، سيكل كاري ماشين و نوع بار آن ، تعداد دفعات خاموش و روشن كردن و فاصله زماني بين آنها ، از عواملي هستند كه تاثير مستقيم در پديد آمدن تنشهاي وارده بر ماشين خواهند داشت .

2- وضعيت شبكه تغذيه ماشين از لحاظ افت ولتاژ در حالت دائمي و شرايط راه اندازي و ميزان هارمونيكهاي شبكه هم در پديد آمدن نوع تنش و در نتيجه پديد آمدن خرابي در ماشين موثر خواهند بود .

 

 

1-2- بررسي انواع تنشهاي وارد شونده بر ماشين القايي :

1-2-1- تنشهاي موثر در خرابي استاتور : ]1[

الف ـ تنشهاي گرمايي : اين نوع از تنشها را مي توان ناشي از عوامل زير دانست:

◄ سيكل راه اندازي : افزايش حرارت در موتورهاي القايي بيشتر هنگام راه اندازي و توقف ايجاد    مي شود . يك موتور در طول راه اندازي ، پنج تا هشت برابر جريان نامي از شبكه جريان مي كشد تا تحت شرايط بار كامل راه بيفتد . بنابراين اگر تعداد راه اندازي هاي يك موتور در پريود كوتاهي از زمان زياد گردد دماي سيم پيچي به سرعت افزايش مي يابد در حالي كه يك موتور القايي يك حد مجاز براي گرم شدن دارد و هرگاه اين حد در نظر گرفته نشود آمادگي موتور براي بروز خطا افزايش مي يابد . تنشهايي كه بر اثر توقف ناگهاني موتور بوجود مي آيند به مراتب تاثير گذارتر از بقيه تنشها هستند .

◄ اضافه بار گرمايي :  بر اثر تغييرات ولتاژ و همچنين ولتاژهاي نامتعادل دماي سيم پيچي افزايش        مي يابد.

بنابر يك قاعده تجربي بازاي هر  %2/1-3 ولتاژ فاز نامتعادل دماي سيم پيچي فاز با حداكثر جريان خود، 25% افزايش پيدا مي كند .

◄ فرسودگي گرمايي : طبق قانون تجربي با ºc10 افزايش دماي سيم پيچي استاتور عمر عايقي آن نصف  مي شود. بنابراين اثر معمولي فرسودگي گرمايي ، آسيب پذيري سيستم عايقي است .

ب ـ تنشهاي ناشي از كيفيت نامناسب محيط كار : عواملي كه باعث ايجاد اين تنشهامي شود به صورت زير است :

◄رطوبت

◄ شيميايي

◄خراش ( سائيدگي)[1]

◄ ذرات كوچك خارجي

ج ـ تنشهاي مكانيكي : عواملي كه باعث ايجاد اين تنشها مي شوند به صورت زير مي باشند :

◄ ضربات روتور : برخورد روتور به استاتور باعث مي شود كه ورقه هاي استاتور عايق كلاف را از بين ببرد و اگر اين تماس ادامه داشته باشد نتيجه اين است كه كلاف در شيار استاتور خيلي زود زمين   مي شود و اين به دليل گرماي بيش از حد توليد شده در نقطه تماس مي باشند .

◄ جابجايي كلاف : نيرويي كه بر كلافها وارد مي شود ناشي از جريان سيم پيچي است كه اين نيرو متناسب با مجذور جريان می باشد ( F∝ ). اين نيرو هنگام راه اندازي ماكزيمم مقدار خودش را دارد و باعث ارتعاش كلافها با دو برابر فركانس شبكه و جابجايي آنها در هر دو جهت شعاعي و مماسي      مي گردد.

 1-2-2- تنشهاي موثر در خرابي روتور :

الف ـ تنشهاي گرمايي : عواملي كه باعث ايجاد اين نوع تنشها در روتور مي شود به صورت زير است:

◄ توزيع غير يكنواخت حرارت : اين مسئله اغلب هنگام راه اندازي موتور اتفاق مي افتد اما عدم يكنواختي مواد روتور ناشي از مراحل ساخت نيز ممكن است اين مورد رابه وجود آورد. راه اندازي هاي مداوم و اثر پوستي، احتمال تنشهاي حرارتي در ميله هاي روتور را زيادتر مي كنند .

◄جرقه زدن روتور : در روتورهاي ساخته شده عوامل زيادي باعث ايجاد جرقه در روتور مي شوند كه برخي براي روتور ايجاد اشكال نمي كنند ( جرقه زدن غير مخرب ) و برخي ديگر باعث بروز خطا    مي شوند ( جرقه زدن مخرب ) . جرقه زدن هاي غير مخرب در طول عملكرد نرمال[2] موتور و بيشتر در هنگام راه اندازي رخ مي دهد .

◄ نقاط داغ و تلفات بيش از اندازه : عوامل متعددي ممكن است باعث ايجاد تلفات زيادتر و ايجاد نقاط داغ شوند . آلودگي ورقه هاي سازنده روتور يا وجود لكه بر روي آنها ، اتصال غير معمول ميله هاي روتور به بدنه آن ، فاصله متغير بين ميله ها و ورقة روتور و غيره مي تواند در مرحله ساخت موتور به وجود آيد .البته سازندگان موتور ، آزمايشهاي خاصي مانند اولتراسونيك را براي كاهش اين اثرات بكار مي برند.

ب ـ تنشهاي مغناطيسي : عواملي مختلفي باعث ايجاد اين تنشها بر روي روتور مي شوند همانند، عدم تقارن فاصله هوايي و شارپيوندي شيارها ، كه اين عوامل و اثرات آنها در زير مورد بررسي قرار داده شده است :

◄ نويزهاي الكترومغناطيسي : عدم تقارن فاصله هوايي ، علاوه بر ايجاد يك حوزه مغناطيسي نامتقارن باعث ايجاد مخلوطي از هارمونيكها در جريان استاتور و به تبع آن در جريان روتور مي گردد. اثرات متقابل هارمونيكهاي جريان ، باعث ايجاد نويز يا ارتعاش در موتور مي شوند . اين نيروها اغلب از نا همگوني فاصله هوايي بوجود مي آيند

◄ كشش نا متعادل مغناطيسي : كشش مغناطيسي نامتعادل باعث خميده شدن شفت روتور و برخورد به سيم پيچي استاتور مي شود. در عمل روتورها به طور كامل در مركز فاصله هوايي قرار   نمي گيرند. عواملي همانند، گريز از مركز[3]، وزن روتور ، سائيدگي يا تاقانها و … همگي بر قرار گيري روتور دورتر از مركز اثر  مي گذارند .

 

◄ نيروهاي الكترومغناطيسي : اثر شار پيوندي شيارها ناشي از عبور جريان از ميله هاي روتور ، سبب ايجاد نيروهاي الكتروديناميكي مي شوند. اين نيروها با توان دوم جريان  ميله )  )  متناسب و يكطرفه  مي باشند و جهت آنها به سمتي است كه ميله را به صورت شعاعي از بالا به پائين جابجا   مي كند . اندازه اين نيروهاي شعاعي به هنگام راه اندازي بيشتر بوده و ممكن است به تدريج باعث خم شدن ميله ها از نقطه اتصال آنها به رينگ هاي انتهايي گردند.

ج ـ تنشهاي ديناميكي : اين تنشها ارتباطي به طراحي روتور ندارند بلكه بيشتر به روند كار موتورهاي القايي بستگي دارند .

برخي از اين تنشها در ذيل توضيح داده مي شود :

◄ نيروهاي گريز از مركز[4] : هر گونه افزايش سرعت از حد مجاز ، باعث ايجاد اين نيروها مي شود و چون ژنراتورهاي القايي در سرعت بالاي سنكرون كار مي كنند اغلب دچار تنشهايي ناشي از نيروي گريز از مركز مي گردند .

◄ گشتاورهاي شفت :  اين گشتاورها معمولاً در خلال رخ دادن اتصال كوتاه و گشتاورهاي گذرا توليد مي شوند. اندازه اين گشتاورها ممكن است تا 20 برابر گشتاور بار كامل باشد .

د ـ تنشهاي مكانيكي : برخي از مهمترين خرابي هاي مكانيكي عبارتنداز :

◄ خميدگي شفت روتور

◄ تورق نامناسب و ياشل بودن ورقه ها

◄ عيوب مربوط به ياتاقانها

◄ خسارت ديدن فاصله هوايي

هـ ـ تنشهاي محيطي : همانند استاتور تنشهاي محيطي مختلفي، مي تواند بر روي روتور تاثير گذار باشد همانند رطوبت ، مواد شيميايي، مواد خارجي و غيره

 

1-3 – بررسي عيوب اوليه در ماشين هاي القايي : ]8[

در اين قسمت، عيوب و خطاهايي كه ممكن است در يك ماشين القايي پديد آيد بررسي گرديده و عوامل بوجود آورنده آنها و تا حدودي تشخيص اين خطاها مورد مطالعه قرار گرفته اند . عيوب به دو دسته، خطاهاي الكتريكي و مكانيكي تقسيم بندي شده اند البته ممكن است خطاهايي در اثر پديد آمدن هر دو نوع عيب الكتريكي و مكانيكي رخ دهد .

در حالت كلي خطاهاي بسيار مهمي كه در يك ماشين الكتريكي مي تواند اتفاق بيفتد به شرح ذيل است :

a: خطاي استاتور كه در نتيجه باز شدن يا اتصال كوتاه شدن يك تعداد زيادي از سيم پيچها در يك فاز استاتور ايجاد مي شود.

b: اتصال هاي نامناسب در سيم پيچي هاي استاتور

c: شكست ميله روتور يا شكست حلقه انتهايي روتور[5]

d: اختلالات[6] استاتيكي يا ديناميكي شكاف هوايي

e: خميدگي شفت[7] كه در نتيجه سائيدگي بين استاتور و روتور مي تواند ايجاد شود

f: خطاهاي گيربوكس و ياتاقانها

اين خطاها به وسيله يك يا چند تا از عواملي كه در زير آورده شده است مي تواند ايجاد شوند .

a : نامتعادل بودن ولتاژ و جريان خط فاصله هوايي

b  : افزايش پالسهاي گشتاور

c : افزايش تلفات و كاهش در راندمان

d  : گرمايشي خيلي زياد

 

روشهاي تشخيص، جهت خطاهايي كه در بالا گفته شد ، مستلزم انواع مختلفي از علوم و تكنولوژي ها است كه برخي از اين روشهاي تشخيص در زير آمده است .

a  :  روشهاي كنترلي ميدان الكترومغناطيسي، کويل مخصوص تشخيص خطا[8]

b : اندازه گيريهاي حرارتي

c : بازشناسي[9] مادون قرمز

d  : روشهاي كنترلي ، انتشار فركانسي راديويي (  RF)

e  : روشهاي كنترلي نوسان و نويز

f  : اندازه گيريهاي نويز صوتي

h  : آناليز اثر جريان  موتور ( MCSA )[10]

J : مدل هوش مصنوعي[11] و تكنيكهايي بر مبناي شبكه هاي عصبي[12]

شكل ( 1-1 ) يك موتور القايي كه قسمتهاي مختلف آن از يكديگر مجزا شده است را نشان مي دهد. خطاهايي كه در بالا گفته شد در اين قسمتها ايجاد و گسترش مي يابند .

Abrasion -1

[2] – عملکرد نرمال تعريف مي شود به صورت هر موتوري که  در معرض افت ولتاژ، تغيير بار (نوسانات بار)، اغتشاشات سوئيچينگ و غيره قرار  مي گيرد.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد

 

پاسخ دهید