Monoharmoniczny przestrajalny filtr aktywny do diagnostyki maszyn elektrycznych

• Autorzy: Krzyk P. , Sułowicz M.

Warianty tytułu

EN

Monoharmonic Tuneable Active Filter for Electric Machines Diagnostics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł opisuje układ do diagnostyki nieobciążonego silnika asynchronicznego z wykorzystaniem filtracji aktywnej. Wchodzący w skład układu filtr aktywny, jest w pełni przestrajalny i ma na celu zwiększenie rozdzielczości pomiaru wartości amplitud harmonicznych. Zadaniem filtru jest wyeliminowanie z sygnału pomiarowego podstawowej harmonicznej o częstotliwości 50 Hz, której amplituda jest wielokrotnie większa od amplitud pozostałych harmonicznych. Filtrację pojedynczej harmonicznej z sygnału pomiarowego uzyskuje się poprzez odcięcie z tego sygnału przebiegu sinusoidalnego o częstotliwości 50 Hz o odpowiedniej amplitudzie i przeciwnej fazie. W efekcie uzyskuje się sygnał o niższej amplitudzie i wyższym THD, przez co można zwiększyć tor wzmocnienia układu wejściowego przetwornika A/C a tym samym zwiększyć rozdzielczość pomiaru pozostałych harmonicznych. Po zmierzeniu sygnału analogowego możliwa jest jego korekta przez ponowne dodanie odjętego sygnału. W pracy zaprezentowany jest autorski układ filtru składający się z przetwornika A/C i przetwornika C/A. Przedstawiony jest także sposób strojenia sygnału filtrującego – jego amplitudy fazy i częstotliwości tak, aby uzyskać jak najlepszy współczynnik tłumienia. Na końcu pracy zaprezentowane są także przykładowe wyniki badań, zarówno w dziedzinie czasu jak i częstotliwości, dla silnika asynchronicznego zasilanego z falownika.

EN

In the paper it is presented a circuit with active filtration for diagnostics of asynchronous motor in idle state. The circuit contains active filter, which is tuneable, and it is used for increase of measurement resolution of higher harmonics amplitude. The filter aim is elimination base harmonic with frequency 50 Hz from input signal, where amplitude of this harmonic is much higher the amplitude of other harmonics. The filtration of one harmonics from the signal is achieved by subtracting from the signal the sine-wave signal with suitable amplitude and opposite phase. In the result, one obtains the signal with lower amplitude and higher THD, hence it can be raised the gain of input filter of A/D converter and in consequence it can be increased the measurement resolution of other harmonics. After sampling of analogue input signal, it is possible its correction by adding of subtracted signal. In the paper it is presented the original circuit, which contains both A/D and D/A converters. It is also presented method of tuning of filtering signal – its amplitude, phase and frequency, for achieving possible the best attenuation rate. At the end are also presented results of experiment, both in time and frequency domain, for asynchronous motor supplied by inverter.

Słowa kluczowe

PL

maszyny elektryczne; przebiegi prawie okresowe; filtr pasmowo-zaporowy; rozdzielczość przetwornika analogowo-cyfrowego

EN

electrical machines; quasi-periodic signals; band-stop filter; resolution of analog-to-digital converter

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 3(103)
• Strony: 287--291
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Krzyk P.

• Politechnika Krakowska

autor

Sułowicz M.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1]. Paduch P., Szymaniec S.: Aparaturowe i metrologiczne aspekty diagnostyki maszyn elektrycznych w oparciu o sygnał prądowy. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne nr 90, 2011, wyd. BOBRME Komel, s. 69-74
• [2]. Kowalski C.T., Kanior W.: Ocena skuteczności analiz FFT, STFT i falkowej w wykrywaniu uszkodzeń wirnika silnika indukcyjnego. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, Nr 60, Wrocław 2007
• [3]. Weinreb K., Sułowicz M.: Skuteczne wykrywanie ekscentryczności dynamicznej w silniku asynchronicznym. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne nr 83, 2009, wyd. BOBRME Komel, s. 207-212
• [4]. Zając M.: Metody falkowe w monitoringu i diagnostyce układów elektromechanicznych, seria: Inżynieria Elektryczna i Komputerowa, Monografia nr 371, Politechnika Krakowska, 2009
• [5]. Lyons R.G.: Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2003
• [6]. Zieliński T. P.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, od teorii do zastosowań. WKŁ, Warszawa 2005
• [7]. Szabatin J.: Podstawy teorii sygnałów. WKŁ, Warszawa 2003