عنوان پایان‌نامه
تشخیص خطای عدم تعادل فاصله هوایی در موتورهای القایی خطی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2646;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67893
- تاریخ دفاع
- ۰۲ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- آرمان عبدالتاجدینی
- استاد راهنما
- جواد فیض
- چکیده
- در این پایان نامه، یک روش تحلیلی جهت پیش بینی عملکرد ماشین سنکرون سه فاز خطی یکطرفه تحت خطای نامتعادلی فاصله هوایی ارائه شده است. این روش تحلیلی قابل اعمال به کلیه موتورهای خطی یکطرفه است. در این روش با تکیه بر مفاهیم اساسی ماشین های الکتریکی، چگالی شار فاصله هوایی در موتورخطی سالم و تحت خطا محاسبه می شود. الگوهای فرکانسی ناشی از خطا در سیگنال های یاد شده مهمترین گام در استراتژی عیب یابی است. در این پایان نامه، از روش اجزای محدود دو بعدی جهت مدل سازی موتور القایی خطی یکطرفه تحت خطای نامتعادلی فاصله هوایی و شبیه سازی رفتار آن در شرایط گوناگون استفاده شده است. در مدل سازی، خصوصیات هندسی و فیزیکی اجزای به کار رفته، اثرات شیارهای استاتور، غیریکنواختی فاصله هوایی ناشی از عیب نامتعادلی فاصله هوایی و اشباع مغناطیسی لحاظ می شوند. در مدل سازی صورت گرفته الگوهای فرکانسی ناشی از عیب در چگالی شار مغناطیسی فاصله هوایی،جریان استاتور و نیرو موتور محاسبه میشوند و سپس عملکرد موتور سالم و تحت خطای نامتعادلی فاصله هوایی با یکدیگر مقایسه می شوند در ادامه با تحلیل فرکانسی جریان استاتور و با کمک الگوی فرکانسی بدست آمده از مدل خطاهای نامتعادلی فاصله هوایی داده می شوند. سپس، با استفاده از تحلیل زمانی جریان استاتور و با بهره گیری از روش تاخیر زمانی محاط شده، فضای حالت سری زمانی جریان استاتور موتور سالم وتحت خطا شبیه سازی شده و با استفاده از شعاع ژیراسیون به عنوان یک شاخص مناسب، خطای نامتعادلی فاصله هوایی در موتور القایی خطی یکطرفه تشخیص داده می شوند. همچنین با استفاده از تحلیل زمانی-فرکانسی جریان استاتور و با بهره گیری از تبدیل موجک،طیف زمانی-فرکانسی جریان استاتور موتور در شدت های مختلف خطا شبیه سازی شده و تابع معیار کارآمدی جهت تشخیص خطای نامتعادلی فاصله هوایی ارائه می شود. نتایج آزمایشگاهی در کنار نتایج بدست آمده از شبیه سازی¬ها با روش اجزای محدود جهت تایید نتایج بدست آمده از شبیه سازی استفاده می شود.
- Abstract
- An analytical method for predicting the performance of a linear single-sided three-phase synchronous motor under air gap asymmetry fault is presented in this thesis. This analytical technique is applicable to all single-sided linear motors. In this method, the air gap flux density in a healthy and faulty linear motor is estimated based on the basic concept of electrical machines. The frequency patterns due to the fault in the above-mentioned signals are the most important step in the fault detection strategy. In this thesis, two-dimensional finite elements method (2D-FEM) is used to model the linear induction motor under the air gap asymmetry fault and its simulation over different conditions. In the modeling, geometrical and physical characteristics of the different parts, impact of the stator slots, non-uniform air gap due to air gap asymmetry fault and magnetic saturation are included. Electrical, magnetic and mechanical signals of the motor including stator current, emf, magnetic flux density, trust and normal force in the healthy and faulty cases with different loads are estimated. In the modeling frequency patterns caused by the fault upon the air gap magnetic flux density, stator current and force in the motor are evaluated. Then, performance of the healthy motor and motor under air gap asymmetry fault are compared. By analyzing the stator current frequency and using frequency pattern obtained from the model, air gap asymmetry faults are given. A time series state space of the stator current of healthy and faulty motor is simulated using stator current time analysis and by employing enclosed time delay method, then air gap asymmetry fault in single-sided linear induction motor is diagnosed by Gyration radius as an appropriate index. Also, by time-frequency analysis of the stator current and utilizing wavelet transform, time-frequency spectrum of the stator current for different degrees of the fault are simulated and an efficient criterion function for air gap asymmetry fault is presented. Experimental results as well as the results obtained by FEM are used to verify the simulation results obtained analytically.
