امکان سنجی استفاده از حسگر های پیزوالکتریک در پایش وضعیت ماشین های الکتریکی

این پایان نامه به بررسی امکان استفاده از انواع حسگر های پیزوالکتریک در امر پایش وضعیت ماشین های الکتریکی می پردازد. ماشین های الکتریکی دوار از جمله سازه های الکترومکانیکی ساخت بشر هستند که به عنوان ستون فقرات صنایع و شالوده ی محرک آن ها محسوب می شوند. لذا پایش سلامت این سازه های گهگاه عظیم، در سال های اخیر و با افزایش کاربری های آن ها، به شدت افزون شده است. در این تحقیق، ابتدا به بررسی عمده ی روش های پایش ماشین های الکتریکی دوار می پردازیم. سپس، در بین روش های موجود، روش لرزش سنجی را به عنوان یک روش پذیرفته شده، که البته در بخش توسعه ای، هنوز جای بحث فراوان دارد، سرلوحه ی کار خود قرار می دهیم. در این بین، به بیان شیوه های قرائت سیگنال های استخراجی از حسگر های پایش گر لرزش، اشاره ی مختصری می شود. با توجه به بررسی های انجام شده، وجود عیب در ماشین های الکتریکی دوار، سبب پدیدار شدن لرزش هایی با فرکانس مشخص در بدنه ی ماشین می گردد. از این رو، با بدست آوردن طیف فرکانسی لرزش های ماشین، می توان به عیبوب موجود در ماشین، پی برد. در این تحقیق، روش انتخاب شده برای پردازش سیگنال های لرزش، تبدیل فوریه ی سریع می باشد به سبب وجود حسگر هایی که تاکنون، با وجود داشتن استعداد به کارگیری در این کاربرد خاص، به هر دلیلی، مورد استفاده قرار نگرفته اند، حسگر های پایش گر لرزش را در کاربرد های گوناگون پایش سلامت سازه ها ، مورد مطالعه قرار می دهیم. در ادامه حسگر برگزیده شده را مورد مطالعه ی بیشتری قرار داده و مشخصات آن را استخراج می کنیم. جهت استخراج مشخصه های حسگر، دست به ساخت تجهیز آزمایشگاهی میز لرزاننده می زنیم. سپس با اعمال عیبی تصنعی، از مجموعه ی عیوب محتمل وارده بر موتور الکتریکی القایی؛ به عنوان موتور محرک صنایع مختلف؛ و نصب حسگر برگزیده بر روی موتور معیوب، سیگنال استخراجی را مورد پایش و بررسی قرار داده و با مقایسه ی طیف آن با مستندات علمی و فرمول های محاسباتی موجود، عیب را آشکارسازی می کنیم. در نهایت نیز، هدف غایی سامانه های پایش گر را، که استقلال کامل از متخصص انسانی باشد، به واسطه ی پیاده سازی سامانه ی پایش گر، بر روی ریزپردازنده ی دارای موتور پردازش سیگنال دیجیتال ، جستجو کرده و آلگوریتم پایش را برای عیب نمونه، بر روی ریزپردازنده، پیاده می کنیم. با نمونه برداری از ولتاژ حسگر لرزش و استفاده از مشخصه ی بدست آمده ی این حسگر، و همچنین اعمال تبدیل فوریه ی سریع، در داخل پردازنده، عیب مورد مطالعه، آشکار می گردد.