This paper deals with the application of motor current spectral analysis for the detection of rolling bearings damage in asynchronous machines. Vibration measurement is widely used to detect faulty operations. However, this approach· is expensive and cannot always be performed. An alternative is to base the monitoring on electrical quantities such as the machine stator current which is often already measured for control and detection purposes. Firstly, to define an automatic detector for bearing faults based on mechanical quantities, vibration spectra are analyzed. Afterwards, it is shown that bearing faults induce mechanical load torque oscillations. Then, a theoretical stator current model in case of load torque oscillations demonstrates the presence of phase modulation. Related sideband components on current spectrum can be used for detection. Experimental measurements show that a transfer function including resonance links amplitudes of sideband components to the torque oscillation frequency. This singularity will be used to improve the detection efficiency. A fault detector using the energy of stator current in specific frequency ranges is then proposed. The efficiency of the detector is studied for different operating conditions. The supply frequency values are particulary investigated to demonstrate that using the resonance previously described could improve detection performances

چکیده

این مقاله با کاربرد آنالیز طیفی جریان موتور برای تشخیص آسیب بلبرینگ غلتکی در ماشین های آسنکرون سروکار دارد. اندازه گیری ارتعاش به طور گسترده برای شناسایی عملیات معیوب استفاده شده است. با این حال این روش پرهزینه است و نمی تواند همیشه اجرا شود. یک جایگزین آن پایه گذاری مانتورینگ بر مبنای کمیتهای الکتریکی مثل جریان استاتور می باشد که غالبا برای اهداف کنترل و شناسایی اندازه گیری می شود. در ابتدابرای تعریف یک شناساگر اتوماتیک برای معایب بلبرینگ بر اساس کمیتهای مکانیکی ، طیفهای ارتعاش آنالیزی شوند. سپس نشان داده می شود که معایب بلبرینگ موجب نوسانات گشتاور بار مکانیکی می شوند. پس ازآن یک مدل جریان استاتور نظریه ای در مورد نوسانات گشتاور بار ، وجود مدولاسیون فاز را ثابت می کند. مولفه های (اجزای) باند کناری مربوطه بر روی طیف جریان را می توان برای شناسایی استفاده کرده اندازه گیریهای آزمایشی نشان می دهند که یک تابع انتقال شامل رزونانس ، دامنه های مولفه های باند کناری را به فراکانس نوسان گشتاور ربط می دهد. این تکنیکی برای اصلاح کارایی تشخیص استفاده می شود. شناسایی یک نقص با استفاده از انرژی جریان استاتور در طیفهای فرکانس خاص ، سپس پیشنهاد می شود. کارایی شناساگر برای شرایط مختلف کاری مطالعه و بررسی می شود. مقادیر فرکانس منبع به طور خاص برای اثبات اینکه استفاده از رزونانس قبلا توضیح داده شده می تواند عملکرد شناسایی را اصلاح کند، بررسی می شوند.

کلید واژه ها: نقص بلبرینگ ، آنالیز طیف ارتعاشی ، آنالیز طیف جریان ، استخراج انرژی اتوماتیک

1. مقدمه

محرکهای الکتریکی با استفاده از موتورهای القایی به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای صنعتی به خاطر هزینه پایین و استحکام بالایشان استفاده می شوند. با این حال ، عملیات معیوب می توانند بوسیله معایب (نقایص) یاتاقان رخ دهند. یک مانیتورینگ شرایط امکان اصلاح قابلیت دسترسی و قابلیت اطمینان محرک را فراهم می کند. به طور سنتی شناسایی معایب یاتاقان از آنالیز ارتعاش استفاده می کند اما اندازه گیری کمیتهای مکانیک برای شناسایی معایب یاتاقان اغلب هزینه بالایی دارد. برای کاهش هزینه مانیتورینگ کمیتهای الکتریکی موجود مثل جریان استاتور را می توان استفاده کرد. یک بازبینی کلی طرحهای تشخیص نقض و مانیتورینگ با استفاده از جریان استاتور را می توان در مرجع (6) یافت. در مورد معایب یاتاقان چندین مطالعه ثابت کرده اند که نشانه های خاص بر روی طیف جریان استاتور ظاهر می شوند. بنابراین ، تعداد کمی ازآنها به تعریف شناساگری اهمیت می دهند که استخراج اتوماتیک اطلاعات مربوطه را از طیف جریان انجام می دهند. کار فعلی با این ابعاد خاص سروکار دارد…