Διάγνωση σφαλμάτων σε ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα
Loading...
Date
2026-03-02
Authors
Λέντης, Αθανάσιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη διάγνωση σφαλμάτων σε η-λεκτρικά κινητήρια συστήματα μέσω ανάλυσης και επεξεργασίας μετρήσεων που προέρχονται από ηλεκτρικές μηχανές. Κύριος στόχος είναι ο εντοπισμός και η διά-γνωση χαρακτηριστικών σφαλμάτων, καθώς και η τεκμηριωμένη επαλήθευσή τους μέσω των υπογραφών που αναδεικνύονται από την ανάλυση των μετρούμενων σημά-των, τόσο στο πεδίο της συχνότητας όσο και σε αναπαραστάσεις που συνδυάζουν χρόνο και συχνότητα.
Αρχικά, παρουσιάζονται τα βασικά δομικά στοιχεία ενός ηλεκτρικού κινητήριου συστήματος και περιγράφεται η λειτουργία των ασύγχρονων μηχανών, ώστε να τεθεί το κατάλληλο θεωρητικό υπόβαθρο για την ερμηνεία των μετρήσεων. Στη συνέχεια, αναλύονται τα συνηθέστερα σφάλματα που εμφανίζονται σε τέτοια συστήματα, όπως σπασμένες μπάρες δρομέα, εκκεντρότητα και βλάβες/φθορές στα ρουλεμάν, με έμ-φαση στους μηχανισμούς δημιουργίας τους και στις επιπτώσεις τους στη λειτουργία και στα ηλεκτρικά μεγέθη της μηχανής.
Ακολούθως, γίνεται εκτενής αναφορά στις σύγχρονες μεθόδους επεξεργασίας σή-ματος που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των παραπάνω φαινομένων. Παρουσιά-ζονται ο Fast Fourier Transform - FFT για ανάλυση στο πεδίο της συχνότητας, ο Short Time Fourier Transform - STFT για απεικόνιση συχνότητας-χρόνου και o Continuous Wavelet Transform - CWT για την αποτύπωση μη στάσιμων χαρακτηριστικών σε με-ταβατικές καταστάσεις, με αναφορά στα πλεονεκτήματα, στους περιορισμούς και στις κρίσιμες παραμέτρους εφαρμογής τους.
Επιπροσθέτως, υλοποιούνται αλγόριθμοι σε περιβάλλον MATLAB για την επε-ξεργασία πειραματικών σημάτων που λαμβάνονται από τον επαγωγικό κινητήρα. Η ανάλυση επικεντρώνεται κυρίως στο πεδίο των συχνοτήτων, με στόχο τον εντοπισμό χαρακτηριστικών αρμονικών/πλευρικών συνιστωσών που σχετίζονται με τα εξεταζό-μενα σφάλματα, και την τεκμηριωμένη εξαγωγή συμπερασμάτων για την κατάστασή της.
Τέλος, στα πειραματικά αποτελέσματα της εργασίας, συμπεραίνουμε ότι η μέθο-δος MCSA παρουσίασε τη μεγαλύτερη ευαισθησία στο σφάλμα σπασμένης μπάρας δρομέα, καθώς οι χαρακτηριστικές πλευρικές συνιστώσες στο ρεύμα του στάτη ήταν πιο ευδιάκριτες και πιο επαναλαμβανόμενες με όλες τις τεχνικές επεξεργασίας σήμα-τος. Αντίστοιχα, η εκκεντρότητα εμφάνισε πιο σταθερά ανιχνεύσιμες υπογραφές στο ρεύμα του στάτη σε σύγκριση με άλλα μηχανικά σφάλματα, όπως η ανισορροπία, η κακή ευθυγράμμιση και η χαλαρότητα, για τα οποία η διάγνωση μόνο από το φάσμα του ρεύματος δεν ήταν σαφής σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα
Description
Keywords
Τεχνικές επεξεργασίας σήματος, Ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα, Επαγωγικοί κινητήρες, Διάγνωση σφαλμάτων