پروژهای دانشگاهی

تشخيص خطاي سيم بندي استاتور با آناليز موجک و شبکه عصبي 110ص

چکيده1

مقدمه2

فصل اول: بررسي انواع خطا در ماشينهاي القايي و علل بروز و روشهاي تشخيص آنها

1-1-مقدمه3

1-2-بررسي انواع تنشهاي وارد شونده بر ماشين القايي4

1-2-1-تنشهاي موثر در خرابي استاتور4

1-2-2- تنشهاي موثر در خرابي روتور5

1-3- بررسي عيوب اوليه در ماشينهاي القايي8

1-3-1- عيوب الکتريکي اوليه در ماشينهاي القايي10

1-3-2- عيوب مکانيکي اوليه در ماشينهاي القايي17

فصل دوم: مدلسازي ماشين القايي با استفاده از تئوري تابع سيم پيچ

2-1-تئوري تابع سيم پيچ21

2-1-1-تعريف تابع سيم پيچ21

2-1-2-محاسبه اندوکتانسهاي ماشين با استفاده از توابع سيم پيچ26

2-2-شبيه سازي ماشين القايي29

2-2-1- معادلات يک ماشين الکتريکي باm سيم پيچ استاتور و n سيم پيچ روتور32

2-2-1-1-معادلات ولتاژ استاتور32

2-2-1-2- معادلات ولتاژ روتور33

2-2-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطيسي35

2-2-1-4- معادلات موتور القاي سه فاز قفس سنجابي در فضاي حالت36

2-3- مدلسازي خطاي حلقه به حلقه و خطاي کلاف به کلاف44

فصل سوم: آناليز موجک و تئوري شبکه هاي عصبي

3-1-تاريخچه موجک ها54

3-2-مقدمه اي بر خانواده موجک ها54

3-2-1-موجک هار55

3-2-2- موجک دابيشز55

3-2-3- موجک کوايفلت56

3-2-4- موجک سيملت56

3-2-5- موجک مورلت56

3-2-6- موجک مير57

3-3- کاربردهاي موجک57

3-4- آناليز فوريه58

3-4-1- آناليز فوريه زمان-کوتاه58

3-5-آناليز موجک59

3-6- تئوري شبکه هاي عصبي69

3-6-1- مقدمه69

3-6-2- مزاياي شبکه عصبي69

3-6-3-اساس شبکه عصبي69

3-6-4- انواع شبکه هاي عصبي72

3-6-5-آموزش پرسپترونهاي چند لايه76

فصل چهارم:روش تشخيص خطاي سيم بندي استاتور در ماشين القايي(خطاي حلقه به حلقه)

4-1- اعمال تبديل موجک79

4-2- نتايج تحليل موجک81

4-3- ساختار شبکه عصبي94

فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات

نتيجه گيري97

پيشنهادات98

پيوست ها99

منابع و ماخذ

 فارسي100

منابع لاتين101

چكيده لاتين105

شکل1-1 : موتور القايي با ساختار مجزا شده از هم9

شکل1-2: شماي قسمتي از موتور و فرکانس عبور قطب10

شکل1-3: (الف) اتصال کوتاه کلاف به کلاف بين نقاط b وa    (ب) خطاي فاز به فاز15

شکل2-1: برش از وسيله دو استوانه اي با قرارگيري دلخواه سيم پيچ در فاصله هوايي22

شکل2-2: تابع دور کلاف متمرکز باN دور هادي مربوط به شکل2-123

شکل2-3: تابع سيم پيچي کلاف متمرکز N دوري مربوط به شکل2-125

شکل 2-4: ساختار دو سيلندري با دور سيم پيچA وB26

شکل2-5: تابع دور کلاف 'BB شکل2- 27

شکل2-6:(الف) تابع دور فازa استاتور   (ب) تابع سيم پيچي فازa استاتور30

شکل2-7: تابع سيم پيچي حلقه اول روتور30

شکل2-8(الف) اندوکتانس متقابل بين فازA استاتور و حلقه اول روتور  (ب) مشتق اندوکتانس متقابل بين فازa استاتور و حلقه اول روتور نسبت به زاويه  31

شکل2-9:  شکل مداری در نظر گرفته شده برای روتور قفس سنجابی 34

شکل 2-10: نمودار جريان (الف) فازa  (ب)فازb   (ج) فازc استاتور در حالت راه اندازي بدون بار41

شکل2-11: (الف) نمودار سرعت موتور در حالت راه اندازي بدون بار(ب) نمودار گشتاور الکترومغناطيسي موتور در حالت راه اندازي بدون بار42

شکل2-12: نمودار جريان (الف) فازa   (ب) فازb    (ج) فازC استاتور در حالت دائمي بدون بار43

شکل2-13: فرم سيم بندي استاتور وقتي که اتصال کوتاه داخلي اتفاق افتاده است      (الف) اتصال ستاره       (ب) اتصال مثلث  45

شکل2-14: تابع دور، فازD در حالت خطاي حلقه به حلقه (الف) 35دور  (ب) 20دور  ج) 10دور48

شکل2-15: تابع سيم پيچي فازD در خطاي حلقه به حلقه  (الف)35دور    (ب)20دور   (ج) 10دور48

شکل2-16: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بين فازC و حلقه اول روتور   (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بين فاز C و حلقه اول روتور نسبت به زاويه 48

شکل2-17: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بين فازD و حلقه اول روتور   (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بين فاز D و حلقه اول روتور نسبت به زاويه49

شکل2-18:  نمودار جريان استاتور    (الف) فازa     (ب)فازb      (ج) فازC  در خطاي 10 دور در حالت راه اندازي بدون بار 50

شکل2-19: نمودار جريان استاتور     (الف) فازa      (ب) فازb     (ج) فازC در خطاي 35 دور در حالت راه اندازي بدون بار 51

شکل2-20: (الف) گشتاور الکترو مغناطيسي در خطاي 10دور   (ب) خطاي 35 دور 52

شکل2-21: نمودار سرعت موتور در خطاي حلقه به حلقه (35دور) 52

شکل2-22:نمودار جريان استاتور      (الف) فازa       (ب) فازb        ( ج) فازC   درخطاي (35دور) در حالت دائمي بدون بار 53

شکل3-1:(الف) تابع موجک هار Ψ  (ب) تابع مقياس هار   55

شکل3-2: خانواده تابع موجک دابيشزΨ 55

شکل3-3: (الف) تابع موجک کوايفلت Ψ  (ب) تابع مقياس کوايفلت    56

شکل3-4: (الف) تابع موجک سيملت Ψ     (ب) تابع مقياس سيملت   56

شکل3-5: تابع موجک مورلت Ψ 57

شکل3-6: (الف) تابع موجک مير Ψ   (ب) تابع مقياس مير   57

شکل3-7: تبديل سيگنال از حوزه زمان-دامنه به حوزه فرکانس-دامنه با آناليز فوريه 58

شکل3-8: تبديل سيگنال از حوزه زمان- دامنه به حوزه زمان –مقياس با آناليز موجک 59

شکل3-9: (الف) ضرايب موجک       (ب) ضرايب فوريه 60

شکل3-10: اعمال تبديل فوريه بروي سيگنال و ايجاد سيگنالهاي سينوسي در فرکانسهاي مختلف61

شکل3-11: اعمال تبديل موجک بروي سيگنال 61

شکل3-12: (الف) تابع موجک Ψ       ب) تابع شيفت يافته موجک   62

شکل3-13: نمودار ضرايب موجک63

شکل3-14: ضرايب موجک هنگامي که از بالا به آن نگاه شود 63

شکل3-15: مراحل فيلتر کردن سيگنال S  65

شکل3-16: درخت آناليز موجک 66

شکل 3-17:درخت تجزيه موجک 66

شکل3-18: باز يابي مجدد سيگنال بوسيله موجک 67

شکل3-19: فرايند upsampling کردن سيگنال 67

شکل 3-20: سيستم filters quadrature  mirror 67

شکل 3-21: تصوير جامعي از مرفولوژي نرون منفرد 70

شکل3-22: مدل سلول عصبي منفرد 71

شکل3-23: ANN سه لايه 71

شکل3-24: منحني تابع خطي 73

شکل3-25: منحني تابع آستانه اي 73

شکل3-26: منحني تابع سيگموئيدي 74

شکل3-27: پرسپترون چند لايه 75

شکل3-28: شبکه عصبي هاپفيلد گسسته(ونگ و مندل،1991) 75

شکل 4-1: ساختار کلي تشخيص خطا 79

شکل4-2: ساختار کلي پردازش سيگنال در موجک 81

شکل4-3: تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (35دور) با   در بی باری 82

شکل4-4: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (20دور) با   در بی باری 82

شکل4-5: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (10دور) با   در بی باری 83

شکل4-6: : تحليل جريان استاتور درحالت سالم با   در بی باری 83

شکل4-7: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(35دور)با   در بارداری 84

شکل4-8: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(20دور)با   در بارداری 84

شکل4-9: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(10دور)با   در بارداری 85

شکل4-10:تحليل جريان استاتور در حالت سالم با  در بارداری 85

شکل4-11: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 35دور)در بی باری با …86

شکل4-12: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 20 دور)در بی باری با……87

شکل4-13: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 10دور)در بی باری با …88

شکل4-14: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين سالم در بی باری با  89

شکل4-15: نمای شبکه عصبی 94

شکل4-16: خطای train کردن شبکه عصبی 95

جدول4-1 : انرژي ذخيره شده در ماشين سالم 90

جدول 4-2: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (10 دور) 91

جدول 4-3: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (20 دور)  92

جدول 4-4: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (35 دور)  93

جدول4-5: نمونه هاي تست شبکه عصبي  96

چکيده:

در اين پايان نامه ابتدا عيوب الكتريكي و مكانيكي در ماشينهاي الكتريكي بررسي گرديده و عوامل به وجود آورنده و روشهاي رفع اين عيوب بيان شده است  به دنبال آن ، به كمك روش تابع سيم پيچي ماشين شبيه سازي و خطاي مورد نظر يعني خطاي سيم بندي استاتور به آن اعمال و نتايج مورد بررسي قرار داده شده است پارامتر اصلي كه براي تشخيص خطا در اين پايان نامه استفاده كرده ايم ، جريان سه فاز استاتور در حالت سالم و خطادار  ،تحت بارگذاري هاي مختلف خواهد بود