Прорив через вузькі місця промислового тестування за допомогою незалежно розробленої системи аналізу форми сигналу ШПФ

У сфері тестування продуктивності тягових машин звичайні методи в основному включають тестування на вібрацію, тестування на шум тощо. Однак точне фіксування форм напруги та аналіз робочих даних є основою оцінки стану двигуна. Після значних удосконалень команда NIDEC Elevator Motor Team самостійно розробила систему аналізу форми хвилі БПФ, засновану на принципі зворотної електрорушійної сили тягових машин — без необхідності використання складних зовнішніх датчиків, вона може генерувати синусоїди тільки шляхом перетворення сигналу, забезпечуючи більш ефективне та точне рішення для тестування тягових машин.

Кілька алгоритмів для посилення лінії захисту від виявлення несправностей

Алгоритм швидкого перетворення Фур’є (ШПФ), ядро ​​інструментів аналізу NVH, є класичним інструментом для виявлення несправностей. Він може точно перетворювати сигнали індукованої електрорушійної сили у часовій області, зібрані під час роботи двигуна, у сигнали частотної області. Під час фактичної роботи синхронних двигунів з постійними магнітами такі несправності, як зміщення, зворотне вставлення та зсувне вставлення постійних магнітів, відображатимуться в незначних змінах індукованої електрорушійної сили, що генеруватиме аномальні сигнали на певних частотах. Завдяки потужним можливостям аналізу сигналу алгоритм ШПФ може чітко вловлювати ці тонкі зміни та надавати важливі підказки для діагностики несправностей.

Подвійне ядро ​​рішення для тестування двигунів ліфтів NIDEC

Апаратне ядро: карта збору даних із високою частотою дискретизації

Щоб уникнути «викривлення» сигналу, ми вибираємо в якості апаратної основи карти збору даних з високою частотою дискретизації та високою роздільною здатністю. Він може в реальному часі фіксувати крихітні зміни напруги зворотної електрорушійної сили під час роботи двигуна, перетворювати аналогові сигнали в точні цифрові сигнали та надавати «високоякісні необроблені дані» для подальшого аналізу.

Щоб переконатися, що вибрана карта збору даних відповідає вимогам, команда ME протестувала її. Аналіз показує, що вибрана карта збору даних має чудову стабільність із GRR приблизно 0,072% серед трьох вимірювачів A, B та C.

Програмне ядро: незалежно розроблена система аналізу форми сигналу ШПФ

Основна перевага цієї системи полягає в перетворенні «професійних даних» у «видимі, аналізовані та придатні для використання» результати тестування. Його три основні функції охоплюють повномірний аналіз від часової області до частотної області:

• Діаграма часової області індукованої напруги: у режимі реального часу відображає криву зміни сигналів напруги з плином часу, інтуїтивно зрозуміло показуючи коливання напруги та пікові вузли виникнення, що робить миттєві зміни сигналу зрозумілими з першого погляду;

• Аналіз фігур Ліссажу: генерує фігури Ліссажу через співвідношення фаз різних сигналів, швидко оцінює робочу стабільність тягової машини та миттєво визначає ненормальні відхилення фази;

• Поглиблений спектральний аналіз: перетворює сигнали у часовій області в дані у частотній області, чітко показує частку кожної частотної складової та легко виявляє потенційні проблеми, такі як гармонічні перешкоди.

Окрім «перегляду даних», система більше зосереджена на «наданні результатів». Три ключових тестових індикатора гарантують продуктивність тягової машини:

1. Швидкість розподілу піків: підраховує розподіл піків напруги, визначає, чи знаходяться піки в розумному діапазоні, і запобігає втратам двигуна, спричиненим аномальними піками;

2. Ступінь неспівпадіння форми сигналу: порівнює різницю між фактичною формою сигналу та стандартною синусоїдою, кількісно визначає спотворення сигналу та забезпечує точну основу для введення двигуна в експлуатацію;

3. Аналіз THD у формі сигналу: обчислює загальне гармонійне спотворення, інтуїтивно відображає вплив гармонік на форми сигналу напруги та допомагає оптимізувати якість продукції тягових машин.

Відображення досягнень

За допомогою незалежно розробленої системи аналізу форми хвилі FFT було проведено багатовимірне тестування продуктивності NVH двигуна, що значно зменшило проблеми з якістю продукції та гарантувало якість двигуна перед доставкою. З грудня 2024 року по теперішній час було випробувано приблизно десятки тисяч двигунів, причому продуктивність першого проходу випробуваних двигунів підтримувалася вище 99,5%. Збір і аналіз цих даних повністю демонструють надійність якості двигуна ліфта NIDEC і важливість розробки цього програмного забезпечення для тестування продуктивності двигуна ШПФ.

Нарешті, від інтерпретації принципу NVH, впровадження інновацій, високошвидкісного збору даних, багатовимірного аналізу параметрів до повномасштабного масового тестування продукту, ця система аналізу форми сигналу FFT долає обмеження традиційного тестування. Незалежно від того, чи це стосується інспекції якості двигуна, щоденного моніторингу роботи та технічного обслуговування чи діагностики несправностей, він може забезпечити детальну та всебічну підтримку тестування, вводячи новий імпульс у ефективне, безпечне та надійне тестування роботи двигуна в промисловості тягових машин для ліфтів!