Diagnostyka łożysk silnika indukcyjnego z wykorzystaniem analizy prądu silnika metodą potrójnej kowariancji. - Publication - Bridge of Knowledge

Your account

login

Search

Diagnostyka łożysk silnika indukcyjnego z wykorzystaniem analizy prądu silnika metodą potrójnej kowariancji.

Abstract

Przedmiotem niniejszej rozprawy doktorskiej jest opracowanie nowej metody diagnostyki łożysk w silniku indukcyjnym opartej na pomiarach i analizie prądu zasilającego silnik. Ze względu na ciągłe doskonalenie i rozwój badao w kierunku metod prądowych, za pomocą których możliwa byłaby diagnostyka całego silnika, temat ten jest cały czas otwarty i jak najbardziej aktualny. Rozdział pierwszy zawiera wprowadzenie w zagadnienia będące przedmiotem rozprawy oraz argumenty uzasadniające wybór tematyki diagnostyki łożysk w silnikach indukcyjnych. W rozdziale drugim przedstawiony został cel, zakres oraz teza pracy. W rozdziale trzecim niniejszej pracy omówione zostały kwestie związane z budową łożysk, przedstawiono klasyfikację typów uszkodzeo a także wyróżniono i porównano wybrane metody diagnostyki łożysk. Przeprowadzono krytyczną ocenę najczęściej wykorzystywanych w diagnostyce metod, między innymi metod wibracyjnych, analizy widma prądu stojana, metody opartej o pomiar mocy chwilowej oraz analizę strumienia pola magnetycznego. Autor pracy zaproponował nową metodę diagnostyki eliminującą m.in. koniecznośd montażu czujników bezpośrednio na silniku. Jedną z głównych zalet nowej metody jest niezależnośd wyniku od amplitudy składowej podstawowej prądu, co gwarantuje normalizacja potrójnej kowariancji. Rezultaty badao są natomiast zależne między innymi od rodzaju zmienności amplitudy i fazy wybranych składowych. Rozdział czwarty niniejszej pracy dotyczy statystyki wyższych rzędów. Zawiera częśd teoretyczną, w której przedstawione zostały pojęcia bispektrum oraz znormalizowanej potrójnej kowariancji (NTC), a także częśd aplikacyjną, obejmującą badania symulacyjne z wykorzystaniem NTC. Na podstawie przeprowadzonych symulacji potwierdzono, że NTC z powodzeniem nadaje się do wykrywania nieliniowych zmian w sygnale. W rozdziale piątym rozprawy przedstawiono badania eksperymentalne przeprowadzone przez autora. Opisane zostało stanowisko badawcze, omówiono wykorzystany algorytm przetwarzania sygnału, opisana została procedura wyboru komponentów oraz zaprezentowano wyniki badao. Koocowa częśd rozdziału piątego wskazuje kierunki dalszych badao z wykorzystaniem prezentowanej metody. Ostatni, szósty rozdział zawiera podsumowanie przeprowadzonych badao, krytyczną analizę wyników na podstawie wykonanych wykresów oraz wnioski koocowe.

Author (1)

Cite as

Full text

download paper
downloaded 408 times
Publication version
Accepted or Published Version
License
Copyright (Author(s))

Keywords

Details

Category:
Thesis, nostrification
Type:
praca doktorska pracowników zatrudnionych w PG oraz studentów studium doktoranckiego
Language:
Polish
Publication year:
2017
Bibliography: test
  1. Rys. 5.23. Wartośd wskaźnika diagnostycznego wyznaczonego na podstawie wszystkich łożysk przy obciążeniu 1,1 kW open in new tab
  2. Rys. 5.24. Wartośd wskaźnika diagnostycznego wyznaczonego na podstawie wszystkich łożysk przy obciążeniu 1,0 kW 7 BIBLIOGRAFIA open in new tab
  3. Ciszewski T., Swędrowski L., Wołoszyk M., Ziółko M.: Porównanie wyników badao diagnostycznych łożysk silnika indukcyjnego poprzez pomiary wibracji i prądu stojana, Poznao University of Technology Academic Journals, Electrical Engineering, 2012.
  4. Corne B., Vervisch B., Debruyne C., Knockaert J., Desmet J.: Comparing MCSA with Vibration Analysis in order to detect Bearing Faults -A Case Study, 2015 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), Coeur d'Alene, ID, 10-13.05.2015, p. 1366 -1372. open in new tab
  5. Dybowski P., Elawgali S. S. H.: Diagnostyka silnika indukcyjnego klatkowego -wykrywanie niecentryczności, Maszyny Elektryczne -Zeszyty Problemowe Nr 2/2015 (106).
  6. Dzwonkowski A.: Pomiary mocy chwilowej w diagnostyce łożysk silników indukcyjnych, PAK vol. 57, nr 12/2011, s. 1589-1591. open in new tab
  7. Dzwonkowski A., Swędrowski L.: Motor Bearing Diagnostics Performed by Means of Laser Vibrometer, Diagnostics for Electric Machines, IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics & Drives (SDEMPED), Bologna, 05-08.09.2011, p. 482 -486. open in new tab
  8. Ewert P., Kowalski C.T.: Neuronowy detektor uszkodzeo łożysk tocznych, Maszyny Elektryczne. Zeszyty Problemowe nr 92/2011, s. 205-210. open in new tab
  9. Ewert P., Kowalski C.T.: Ocena skuteczności wykrywania uszkodzeo elementów konstrukcyjnych łożysk tocznych w silnikach indukcyjnych, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały nr 30/2010, s. 291-302. open in new tab
  10. Fackrell J. W., White P. R., Hammond J. K., Pinnington R. J.: The Interpretation of the bispectra of vibration signals. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 9, Issue 3, May 1995, p. 267-274. open in new tab
  11. Fidali M.: Ultradźwięki w diagnostyce i eksploatacji łożysk tocznych, Utrzymanie ruchu 1/2015, s. 56-61.
  12. Frosini L., Bassi E.: Stator Current and Motor Efficiency as Indicators for Different Types of Bearing Faults in Induction Motors, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 57, Issue 1, 17.07.2009, p. 244-251. open in new tab
  13. Frosini L., Magnaghi M., Albini A., Magrotti G.: A new diagnostic instrument to detect generalized roughness in rolling bearings for induction motors, IEEE 10th International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives, Guarda, 1-4.09.2015, p. 239-245. open in new tab
  14. Gelman L., Petrunin I.: The new multidimensional time/multi-frequency transform for higher order spectral analysis, Multidimensional Systems and Signal Processing, Vol. 18, Issue 4, December 2007, p. 317-325. open in new tab
  15. Gelman L., Petrunin I. Komoda J.: The new chirp-Wigner higher order spectra for transient signals with any known nonlinear frequency variation, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 24, Issue 2, February 2010, p. 567-571. open in new tab
  16. Gupta L.A., Peroulis D.: Wireless Temperature Sensor for Condition Monitoring of Bearings Operating Through Thick Metal Plates, IEEE Sensors Journal, Vol. 13, Issue 6, June 2013, p. 2292-2298. open in new tab
  17. Immovilli F., Cocconcelli M., Bellini A., Rubini R.: Detection of Generalized-Roughness Bearing Fault by Spectral-Kurtosis Energy of Vibration or Current Signals, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 56, No. 11, November 2009, p. 4710-4717. open in new tab
  18. Kicioski W.: Dyskretne przekształcenie kosinusowe -nowe narzędzie w przetwarzaniu sygnałów pomiarowych, PAK 2007, nr 9bis, s. 115-118.
  19. Klimowski M.: Diagnostyka łożysk tocznych silników elektrycznych przy wykorzystaniu metody analizy częstotliwościowej oraz metody detekcji obwiedni, Zeszyty Problemowe -Maszyny Elektryczne Nr 2/2014 (102), s. 157-163.
  20. Kokocioski J.: Wibroakustyczne badania węzłów łożyskowych, Instytut Energetyki Oddział Techniki Cieplnej "ITC" w Łodzi: http://www.kierunekenergetyka.pl/Resources/art/5405/bmp_50a9f30cf1709.pdf (stan na 09.09.2015).
  21. Kowalski C.T., Orłowska-Kowalska T.: Bearing fault monitoring using neural networks, The 2001 IEEE International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives. SDEMPED 2001, Grado, Italy, September 1-3, p. 313-317.
  22. Krawczuk M., Biereg K., Dolioski Ł.: Projektowanie urządzeo elektromechanicznych, Wydawnictwo Politechniki Gdaoskiej, Gdaosk 2006.
  23. Laboratorium Kontroli Jakości firmy Complex: Zasady montażu i demontażu łożysk, Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych, 19.05.2009.
  24. Lau Enzo C. C.,Ngan H. W.: Detection of Motor Bearing Outer Raceway Defect by Wavelet Packet Transformed Motor Current Signature Analysis, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 59, No. 10, October 2010, p. 2683-2690.
  25. Materiały prasowe firmy SKF: Uszkodzenia Łożysk i ich przyczyny, Częśd I, Przegląd Mechaniczny, zeszyt 10/2011.
  26. Materiały prasowe firmy SKF: Uszkodzenia łożysk i ich przyczyny, Cz. II, Przyczyny przedeksploatacyjne i eksploatacyjne, Przegląd Mechaniczny, nr 11/2011.
  27. Materiały prasowe firmy SKF: Uszkodzenia Łożysk i ich przyczyny, Częśd III, Przegląd Mechaniczny, zeszyt 12/2011.
  28. Materiały prasowe firmy SKF: Uszkodzenia Łożysk i ich przyczyny, Częśd IV, Eksploatacyjne przyczyny uszkodzeo, Przegląd Mechaniczny, zeszyt 1/2012.
  29. Materiały prasowe firmy SKF: Uszkodzenia Łożysk i ich przyczyny, Częśd V, Przegląd Mechaniczny, zeszyt 2/2012.
  30. Materiały Zakładu Inżynierii Systemów, Instytut Automatyki, Politechniki Śląskiej: http://e-zipk.ia.polsl.pl/bearings/index.php?action=teoria03 (stan na 11.05.2015).
  31. Morek R., Rosłonowski A.: Łożyska-wiadomości podstawowe, Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Zakładów Przemysłowych, 01.03.2007.
  32. Pawlak M.: Zastosowanie analizy sygnałów akustycznych do wykrywania uszkodzeo wirników i łożysk w silnikach indukcyjnych, Zeszyty Problemowe -Maszyny Elektryczne Nr 92/2011.
  33. Pineda-Sanchez M., Puche-Panadero R.,Riera-Guasp M., Perez-Cruz J., Roger-Folch J., Pons-Llinares J., Climente-Alarcon V., Antonino-Daviu J. A.: Application of the Teager-Kaiser Energy Operator to the Fault Diagnosis of Induction Motors, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 28, no. 4, December 2013, p. 1036-1044. open in new tab
  34. Poradnik CX Bearings: http://e-katalog.home.pl/cx_bearings/poradnik.php?gr=2&pod=4&sub=5 (stan na 09.09.2015).
  35. Poradnik CX Bearings: http://e-katalog.home.pl/cx_bearings/poradnik.php?gr=5&pod=17&sub=4 (stan na 12.09.2015).
  36. Poradnik CX Bearings: http://e-katalog.home.pl/cx_bearings/poradnik.php?gr=5&pod=17&sub=5 (stan na 09.09.2015).
  37. Radkowski S., Smalko Z., Pietak A., Woropay M.: Use of bispectral Analysis in condition Monitoring of Machinery, Third European Workshop on Structural Health Monitoring, 2006, p. 627-634.
  38. Rzeszucinski P., Orman M., Pinto C. T., Tkaczyk A., Sulowicz M.: A signal processing approach to bearing fault detection with the use of a mobile phone, IEEE 10th International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives, Guarda, 1-4.09.2015, p. 310-315. open in new tab
  39. Sobolewski A.: Znaczenie harmonicznych żłobkowych w diagnostyce uszkodzeo klatki wirnika silnika indukcyjnego, Diagnostyka '4 (40)/2006, s. 59-64.
  40. Swędrowski L.: Nowa metoda diagnostyki łożysk silnika indukcyjnego, oparta na pomiarze i analizie widmowej prądu zasilającego, Wydawnictwo PG, Gdaosk 2005, s. 14-24.
  41. Swędrowski L.: Pomiary w diagnostyce silników indukcyjnych klatkowych, Wydawnictwo Politechniki Gdaoskiej, Gdaosk 2013.
  42. Swędrowski L., Woloszyk M., Ziółko M.: Nowe rozwiązanie przetwornika prądu w diagnostyce prądowej silników indukcyjnych, Pomiary Automatyka Kontrola vol. 57, nr 12, 2011, s. 1570 -1572.
  43. Wysogląd B.: Metody diagnozowania łożysk tocznych z zastosowaniem transformacji falkowej, DIAGNOSTYKA'29 -Artykuły główne, s. 47-52.
  44. Xin-min, T., Wan-Hai, C., Bao-Xiang, D., Yong, X., Han-Guang, D.: A Novel Model of one-class Bearing Fault Detection using RNCS Algorithm based on HOS, 2nd IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, Harbin, 23-25.05.2007, p. 965-970. open in new tab
  45. Yang R., Kang J., Zhao J., Li J., Li H.: A Case Study of Bearing Condition Monitoring Using SPM, 2014 Prognostics and System Health Management Conference, Zhangiiaijie, 24-27.08.2014, p. 695-698. open in new tab
  46. Zając M., Sułowicz M.: Wykrywanie uszkodzeo łożysk tocznych z wykorzystaniem analizy falkowej, Politechnika Krakowska, Zeszyty Problemowe -Maszyny Elektryczne Nr 4/2014 (104), s. 279-285.
  47. Zeari R., Ghanbarzadeh A., Attaran B., Moradi S.: Artificial Neural Network Based Fault Diagnostics of Rolling Element bearings using Continuous Wavelet Transform, 2nd International Conference on Control, Instrumentation and Automation (ICCIA), Shiraz, 27-29.12.2011, p. 753 -758. open in new tab
  48. Zouzou S.E., Sahraoui M.: Experimental Exploitation for the Diagnosis to the Induction Machine under a Bearing Fault -using MCSA, 4th International Conference on Electrical Engineering (ICEE), Boumerdes, 13-15.12.2015, p. 1-4.
  49. ZAŁĄCZNIK A -Wykresy wartości wskaźników diagnostycznych dla uszkodzeo bieżni zewnętrznej.
  50. ZAŁĄCZNIK B -Wykresy wartości wskaźników diagnostycznych dla uszkodzeo bieżni wewnętrznej.
  51. ZAŁĄCZNIK C -Wykresy wartości wskaźników diagnostycznych dla uszkodzeo elementów tocznych. W załączniku C umieszczono wykresy wartości wskaźników diagnostycznych dla uszkodzeo elementów tocznych łożysk.
  52. Rys. C. 1. Wartośd wskaźnika diagnostycznego dla poszczególnych łożysk dla zestawu 2 przy obciążeniu 1,1 kW open in new tab
  53. Rys. C. 2. Wartośd wskaźnika diagnostycznego dla poszczególnych łożysk dla zestawu 3 przy obciążeniu 1,1 kW open in new tab
Verified by:
Gdańsk University of Technology

seen 165 times

Recommended for you

Metoda diagnostyki łożysk na podstawie analizy przebiegów prądu i napięcia zasilającego silnik indukcyjny.

2018

Metoda diagnostyki łożysk na podstawie analizy przebiegów prądu i napięcia zasilającego silnik indukcyjny

2012

Szacowanie niepewności rozszerzonej pomiaru mocy chwilowej w układzie do diagnostyki łożysk

2016

Wpływ uszkodzeń łożysk na mocą chwilową pobieraną przez silnik indukcyjny

2009
Meta Tags