Pralaužkite pramonės testavimo kliūtis su nepriklausomai sukurta FFT bangos formos analizės sistema

Traukos mašinos eksploatacinių savybių tikrinimo srityje įprasti metodai daugiausia apima vibracijos bandymą, triukšmo bandymą ir tt Tačiau tikslus įtampos bangų formų fiksavimas ir eksploatacinių duomenų analizė yra variklio būsenos vertinimo pagrindas. Po išsamaus tobulinimo NIDEC lifto variklių komanda savarankiškai sukūrė FFT bangos formos analizės sistemą, pagrįstą traukos mašinų užpakalinės elektrovaros jėgos principu – nereikalaujant sudėtingų išorinių jutiklių, ji gali generuoti sinusines bangas tik konvertuodama signalą, suteikdama efektyvesnį ir tikslesnį sprendimą traukos mašinų bandymams.

Keli algoritmai, skirti sustiprinti gedimų aptikimo gynybos liniją

Greitas Furjė transformacijos (FFT) algoritmas, NVH analizės įrankių pagrindas, yra klasikinis gedimų aptikimo įrankis. Jis gali tiksliai konvertuoti variklio veikimo metu surinktus indukuotos elektrovaros jėgos laiko srities signalus į dažnio srities signalus. Faktiškai veikiant nuolatinio magneto sinchroniniams varikliams, gedimai, tokie kaip nuolatinių magnetų nesutapimas, atvirkštinis įklijavimas ir poslinkis įklijavimas, atsispindės subtiliuose indukuotos elektrovaros jėgos pokyčiuose, kurie generuos nenormalius signalus tam tikrais dažniais. Turėdamas galingą signalų analizės galimybę, FFT algoritmas gali puikiai užfiksuoti šiuos subtilius pokyčius ir pateikti svarbių užuominų gedimų diagnostikai.

Dviejų branduolių NIDEC lifto variklio testavimo sprendimas

Aparatinės įrangos branduolys: didelės atrankos spartos duomenų gavimo kortelė

Siekdami išvengti signalo „iškraipymo“, kaip aparatūros pagrindą pasirenkame didelio diskretizavimo dažnio ir didelės raiškos duomenų rinkimo korteles. Jis gali realiuoju laiku užfiksuoti nedidelius atgalinės elektrovaros jėgos įtampos pokyčius variklio veikimo metu, konvertuoti analoginius signalus į tikslius skaitmeninius signalus ir pateikti „aukštos kokybės neapdorotus duomenis“ tolesnei analizei.

Siekdama įsitikinti, ar pasirinkta duomenų rinkimo kortelė atitinka keliamus reikalavimus, ME komanda ją išbandė. Analizė rodo, kad pasirinkta duomenų gavimo kortelė turi puikų stabilumą, o trijų matavimo priemonių A, B ir C GRR yra maždaug 0,072%.

Programinės įrangos branduolys: Nepriklausomai sukurta FFT bangos formos analizės sistema

Pagrindinis šios sistemos pranašumas yra „profesionalų duomenų“ konvertavimas į „matomus, analizuojamus ir tinkamus naudoti“ testų rezultatus. Trys pagrindinės jo funkcijos apima visos dimensijos analizę nuo laiko srities iki dažnio srities:

• Indukuotos įtampos laiko domeno diagrama: realiuoju laiku rodoma įtampos signalų kitimo kreivė laikui bėgant, intuityviai parodydama įtampos svyravimus ir didžiausių įvykių mazgus, todėl akimirksniu signalo pasikeitimai tampa aiškūs iš pirmo žvilgsnio;

• Lissajous figūrų analizė: generuoja Lissajous figūras per skirtingų signalų fazių ryšį, greitai įvertina traukos mašinos veikimo stabilumą ir iš pirmo žvilgsnio nustato nenormalius fazių nuokrypius;

• Išsami spektro analizė: paverčia laiko srities signalus į dažnio srities duomenis, aiškiai parodo kiekvieno dažnio komponento proporciją ir lengvai nustato galimas problemas, tokias kaip harmoniniai trukdžiai.

Be „duomenų peržiūros“, sistema daugiau dėmesio skiria „rezultatų teikimui“. Trys pagrindiniai bandymo rodikliai užtikrina traukos mašinos veikimą:

1. Maksimalus pasiskirstymo greitis: skaičiuoja įtampos smailių pasiskirstymą, sprendžia, ar smailės yra protingame diapazone, ir išvengia variklio praradimo dėl nenormalių smailių;

2. Bangos formos nesutapimo laipsnis: palygina skirtumą tarp tikrosios bangos formos ir standartinės sinusinės bangos, kiekybiškai įvertina bangos formos iškraipymą ir pateikia tikslų variklio paleidimo pagrindą;

3. Bangos formos THD analizė: apskaičiuoja bendrą harmoninį iškraipymą, intuityviai atspindi harmonikų poveikį įtampos bangų formoms ir padeda optimizuoti traukos mašinų gaminio kokybę.

Pasiekimų ekranas

Naudojant nepriklausomai sukurtą FFT bangos formos analizės sistemą, buvo atliktas daugiamatis variklio NVH veikimo bandymas, žymiai sumažinant gaminio kokybės problemas ir užtikrinant variklio kokybę prieš pristatymą. Nuo 2024 m. gruodžio mėn. iki dabar buvo išbandyta maždaug dešimtys tūkstančių variklių, o išbandytų variklių pirmojo praėjimo išeiga išliko didesnė nei 99,5%. Šių duomenų rinkimas ir analizė visiškai parodo NIDEC lifto variklio kokybės patikimumą ir šios variklio FFT veikimo testavimo programinės įrangos kūrimo svarbą.

Galiausiai, nuo NVH principo aiškinimo, naujovių diegimo, didelės spartos duomenų gavimo, daugiamatės parametrų analizės iki pilno masto masinio produkto testavimo, ši FFT bangos formos analizės sistema pažeidžia tradicinio testavimo apribojimus. Nesvarbu, ar atliekama variklių gamyklos kokybės patikra, kasdienės eksploatacijos ir priežiūros stebėjimas ar gedimų diagnostika, jis gali suteikti išsamią ir visapusišką testavimo palaikymą, suteikdamas naują impulsą efektyviam, saugiam ir patikimam variklio veikimo tikrinimui liftų traukos mašinų pramonėje!