Evaluation of the technical condition of asynchronous electric motors using fuzzy logic apparatus
Keywords:
asynchronous electric motor, stator windings, fuzzy logic, defect, stator current, technical condition, diagnosisAbstract
There is a trend in technology towards structures complication for such reasons as optimizing the resources used, improving safety, reducing human participation in operation and environmental friendliness of work. In this regard, models for assessing the technical condition, in particular, the planned preventive system and the measures carried out on their basis lead to excessive financial costs for maintaining the operation of equipment, without sufficient guarantees against sudden failures. Therefore, an urgent task is to develop systems for the real time evaluation of technical condition of equipment and its functional diagnostics. The factors affecting the state of the induction motor are evaluated, their structuring is carried out and the most important indicators reflecting the state of the machine are determined. One of the parameters most fully describing the state of the machine due to the principles of operation is the current in the stator windings. Also, the connection of the current and the external magnetic field allows to study the developing defects without a serious correction of the evaluation system. For example, the analysis of the actual state of the current makes it possible to distinguish with sufficient accuracy the «pure» malfunctions of the machine and determine the degree of their development, which was verified by analyzing the data obtained during finite element modeling. To develop the method of predicting the machine condition, a revision of the math device is necessary with the possibility of analyzing the spectral composition of a current signal or an external magnetic field.
References
Лукьянов А.В. Управление техническим состоянием роторных машин (система планово-диагностического ремонта). Иркутск : ИрГТУ, 2000. 229 с.
Nandi S., Toliyat A., Li X. Condition Monitoring and Fault Diagnosis of Electrical Motors – A Review // EEE transactions on energy conversion. 2005. Vol. 20, № 4. Р. 32–37. DOI 10.1109/TEC.2005.847955.
РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования : с изм. и доп. от 01.03.2001. М. : НЦ ЭНАС, 2004. 256 с.
Заде Л.А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию решений. М. : Мир, 1976. 165 с.
Заде Л.А. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений // Математика сегодня. М. : Знание, 1974. С. 5–49.
Chow M.-Y., Bi L., Goddu G. Intelligent motor fault detection // Intelligent Techniques in Industry. Boca Raton FL: CRC Press, 1998. 352 р.
Исследование угловой скорости вращения ротора асинхронного двигателя при дефектах / А.В. Лукьянов, И.О. Бельский, И.С. Куприянов и др. // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы девятой междунар. науч.-практ. конф. Иркутск, 2018. Т. 2. С. 455–460.
Кувайскова Ю.Е., Алешина А.А. Техническая диагностика объектов с использованием методов нечеткой логики // Радиотехника. 2017. № 6. С. 32–34.
Advances in diagnostic techniques for induction machines / A.Bellini, F. Filippetti, C. Tassoni et al. // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2008. Vol. 55, Is. 12. P. 4109–4126.
Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы электрических системах. М. : Энергия, 1970. 520 с.
Benbouzid M.E.H. Bibliography on induction motors faults detection and diagnosis // IEEE Transactions on Energy Conversion. 1999. Vol. 14, Is. 4. P. 1065–1074.
Никиян Н.Г., Митрофанов С.В., Омон А.Б. Электромагнитные процессы и токи трехфазного асинхронного двигателя при межвитковых коротких замыканиях // Электричество. 2010. № 5. С. 53–56.
Каширских В.Г. Динамическая идентификация асинхронных электродвигателей. Кемерово : КузГТУ, 2005. 139 с.
Incipient fault detection in induction machine stator-winding using a fuzzy-Bayesian two change points detection approach / F.S. Moreira, M.F.S.V. D’Angelo, R.M. Palhares et al. // 9th IEEE/IAS International Conference on Industry Applications (INDUSCON 2010). Sao Paulo, 2010. P. 1–6.
Гольдберг О.Д. Надежность электрических машин общепромышленного и бытового назначения. М. : Знание, 1976. 56 с.
Zadeh L.A. Fuzzy sets // Information and Control. 1965. Vol. 8. P. 338–353.
Xin G. Simulation of Vibrations in Electrical Machines for Hybrid-electric Vehicles : master’s Thesis. Göteborg : Chalmers University of Technology, 2014. 68 p.
Асинхронные двигатели серии 4А / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин и др. М. : Энергоатомиздат, 1982. 504 с.
Кетков Ю.Л. Кетков А.Ю., Шульц М.М. MATLAB 7 – программирование, численные методы. СПб. : БХВ-Петербург, 2005. 752 с.
Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. Л. : Энергоатомиздат, 1986. 208 с.
Неразрушающий контроль и диагностика / под ред. В.В.Клюева. М. : Машиностроение, 2005. 656 с.
