عنوان پایان‌نامه
تشخیص خطای نا هم محوری در ژنراتور سنکرون روتور سیم پیچی مدل سازی شده به روش اجزا محدود
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2387;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60907
- تاریخ دفاع
- ۰۶ شهریور ۱۳۹۲
- چکیده
- بروز خطا در ژنراتور های سنکرون همراه باصدمات جبران ناپذیری است. در این پایان نامه شاخص هایی جهت تشخیص خطا در ژنراتور های سنکرون قطب برجسته ارائه می شوند. بد ین منظور، ژنراتور سنکرون سالم ودارای خطای نا هم محوری استاتیکی و دینامیکی توسط روش اجزای محدود دو بعدی مدل سازی می شود. سیگنال های زمانی ولتاژ، گشتاور فاصله هوایی و ارتعاش در بار و شدت خطاهای مختلف بررسی می گردد. با استفاده از روش موج و گذردهی، شاخص هایی مبتنی بر روابط حاکم بر ماشین های الکتریکی جهت تشخیص خطا ارائه می شود. در این روش تحلیلی که مبتنی بر فیزیک حاکم بر ماشین هاست، سیگنال هایی نظیر میدان مغناطیسی فاصله هوایی، ولتاژ، ارتعاش، کشش مغناطیسی نا متعادل بدست آمده و الگو های فرکانسی جهت تشخیص خطا در این سیگنال ها ارائه می گردد. این روابط تحلیلی با توجه به اثر اشباع، دندانه های استاتور و غیر یکنواختی فاصله هوایی بررسی شده و الگوی جامع فرکانسی به دست می آید. جهت بررسی کارآمدی شاخص های ارائه شده، از طیف فرکانسی ولتاژ و ارتعاش جهت تشخیص خطا استفاده شده است. علاوه بر این، پردازشگر زمانی نظیر سری های زمانی و پردازشگر زمانی-فرکانسی نظیر تبدیل موجک به ژنراتورهای سنکرون قطب برجسته اعمال و شاخص های عمومی (Global) بر اساس شعاع ژیراسیون نرمالیزه شده و مربعات سطوح تبدیل موجک نرمالیزه شده ارائه شده اند. تشخیص نوع و شدت خطا با استفاده از سیگنال ارتعاش نیز بررسی شده است. با استفاده از اعوجاج هارمونیکی کل (THD)، شاخصی جهت تشخیص خطای نا هم محوری در ژنراتور های نیروگاهی ارائه گردیده است. نتایج حاصل از سیگنال های مدل سازی دو بعدی اجزای محدود و شاخص های تحلیلی ناشی از آن با مدل اجزای محدود سه بعدی تصدیق شده است. از داده های نمونه برداری شده در نیروگاه آبی ، جهت بررسی شاخص و سیگنال های ارائه شده مدل و خطای نا هم محوری استفاده شده است. کلمات کلیدی: ژنراتور سنکرون قطب برجسته، روش اجزای محدود، روش موج و گذر دهی، میدان مغناطیسی فاصله هوایی، نیروی کشش مغناطیسی نا متعادل کننده، سایدیندهای فرکانسی، پردازشگر فرکانسی، پردازشگر زمانی، پردازشگر زمانی –فرکانسی، شعاع ژیراسیون ، اعوجاج هارمونیکی کل
- Abstract
- Faults in synchronous generator can be considered as non-compensable damages. In this thesis, a number of indexes are introduced to diagnose fault in salient-pole synchronous generators. At this end, a synchronous generator in healthy case and under static and dynamic eccentricities is modeled using finite element method (FEM). The time signal of voltage, air gap torque and vibration under different loads and fault degrees are studied. The wave and permeance method is used to extract indexes based on the electrical machines governing equations for fault detection. In this analytical method which is based on the physics of the machines, signals such as air gap magnetic field, voltage, vibration, unbalanced magnetic pull (UMP) are obtained and frequency patterns of these signals are presented for fault diagnosis. These analytical equations are obtained taking into account saturation, poles saliency, stator teeth and non- uniform air gap effects and a comprehensive frequency pattern is introduced. To consider the efficiency of the introduced indexes, voltage and vibration spectra are used for fault diagnosis. Furthermore, time processors such as Time Delay Embedding (TDE) and time-frequency processors such as Wavelet transform are applied to salient-pole synchronous generators and global indexes based on normalized gyration radius and normalized squares of wavelet levels are introduced. Detection of the type and fault degree using vibration signal is also investigated. By using total harmonic distortion (THD), an index is presented for eccentricity fault diagnosis in power station generators. The results from the two-dimensional finite element method’s signals, analytical indexes are verified by three-dimensional finite element method. The operating data from the turbo-generator (industrial results) is used to verify the index, model introduced signals and eccentricity fault. Key words: Salient-pole synchronous generator, Two-dimensional(2-D) modeling, Finite elements method (FEM), Three-dimensional(3-D) modeling, Wave and permeance method, Air gap magnetic field, Three-phase induced voltage, Air gap torque, Vibration, Unbalance magnetic pull (UMP), Analytical index, Frequency sidebands, Frequency-domain processor, Time-domain processor (TDE), Wavelet, Gyration radius, Total harmonic distortion (THD
