Szacowanie niepewności pomiarowej układu do diagnostyki łożysk opartej na analizie mocy chwilowej

• Autorzy: Dzwonkowski A.

Warianty tytułu

EN

Estimation of measurement uncertainty of a system of bearing diagnostics based on instantaneous power analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

: W artykule przedstawiono sposób szacowania niepewności układu pomiarowego, składającego się z dzielnika napięcia oraz bocznika, który wykorzystano do badań diagnostycznych łożysk silników indukcyjnych. Wyniki analizy metrologicznej pozwalają sprecyzować, jakiej niepewności pomiarowej można się spodziewać, dokonując badań diagnostycznych łożysk silników indukcyjnych w określonych warunkach, na stanowisku badawczym metodą pomiaru i analizy mocy chwilowej.

EN

Because of the fact that the majority of failures in electric motors is caused by bearing damage, a particularly dynamic development in this area of diagnostics can be observed [1, 2, 3, 4]. Bearing diagnosis is possible by measurement and analysis of the values of engine power supply. The diagnostics is possible as bearing damages generate an additional component in the motor current spectrum [5, 6, 7, 8]. Furthermore, the waveform of power supply instantaneous values is deformed [1, 3]. This way, one of possible diagnostic symptoms is the instantaneous power consumed by a motor. A measuring system for investigations of instantaneous power is presented in this paper. Fig. 1 shows a block diagram of the system. The paper describes a metrological analysis of the bearing diagnostic system designed for measuring the instantaneous power. Because measurements of current and voltage are commonly made, to solve various measurement problems, the author decided to develop a methodology for estimating the measurement system uncertainty. Fig. 2 presents the approach for determination of the measurement uncertainty. For the system with a shunt and a voltage divider for current and voltage measurements the uncertainty of type B was estimated with the assumed rectangular distribution of the resistor error limit [1, 3]. The extended uncertainty U_p of the instantaneous power measurement was also assessed. This uncertainty was determined at the assumed confidence level equal to 95% and the extension coefficient k = 2 [1, 2, 11]. The uncertainty for the voltage value of 230 V and the current value of 2,9 A is equal to U_p = 0,28 VA. Thus, the uncertainty of the instantaneous power measurement in this system exceeds 0,1% of the value of the measured instantaneous power slightly.

Słowa kluczowe

PL

niepewność pomiaru; system pomiarowy; diagnostyka łożysk; moc chwilowa

EN

measurement uncertainty; measuring system; bearing diagnosis; instantaneous power

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 5
• Strony: 394--397
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., schem., tab., wzory

Twórcy

autor

Dzwonkowski A.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Metrologii i Systemów Informacyjnych, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Dzwonkowski A.: Metoda diagnostyki łożysk na podstawie analizy przebiegów prądu i napięcia zasilającego silnik indukcyjny Gdańsk, 2012. Rozprawa doktorska z dnia 17.04.2012.
• [2] Dzwonkowski A., Swędrowski L.: Uncertainty analysis of measuring system for instantaneous power research. Metrology and Measurement Systems - Vol. XIX, no. 3, 2012, s. 573-582. ISSN 0860-8229.
• [3] Dzwonkowski A.: Pomiary mocy chwilowej w diagnostyce łożysk silników indukcyjnych. Pomiary Automatyka Kontrola nr 12, 2011, s. 1589-1591, ISSN 0032-4140.
• [4] Swędrowski L.: Nowa metoda diagnostyki łożysk silnika indukcyjnego, oparta na pomiarze i analizie widmowej prądu zasilającego, monografia nr 54, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2005, s. 14-24, ISBN 83-7348-111-7.
• [5] Kowalski Cz. T.: Monitorowanie i diagnostyka uszkodzeń silników indukcyjnych z wykorzystaniem sieci neuronowych, monografia nr 18, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2005.
• [6] Dzwonkowski A.: Badania wpływu uszkodzeń łożysk na iloczyn wartości chwilowych prądu i napięcia, Przegląd Elektrotechniczny. R. 84, nr 12 (2008), s. 297-300, ISSN 0033-2097.
• [7] Dzwonkowski A.: Wpływ uszkodzeń łożysk na mocą chwilową pobieraną przez silnik indukcyjny, Metrologia dziś i jutro: praca zbiorowa pod redakcją Wiesława Kicińskiego i Leona Swędrowskiego, Politechnika Gdańska, 2009, str. 359-370, ISBN 83-911669-5-3.
• [8] Frosini L., Bassi E.: Stator current and motor efficiency as indicators for different types of bearing faults in induction motors, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 57, no. 1, 2010.
• [9] Razik H., Correa M. B. R., da Silva E. R. C: An application of Genetic Algorithm and Fuzzy Logic for the induction motor diagnosis, Industrial Electronics, 2008. IECON 2008. 34th Annual Conference of IEEE 2008.
• [10] Dzwonkowski A.: Stanowisko laboratoryjne do diagnostyki łożysk silników indukcyjnych, Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej Nr 25, Gdańsk, 2008.
• [11] Evaluation of measurement data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, JCGM 100:2008, GUM 1995.
• [12] Lisowski M.: Podstawy Metrologii, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2011, ISBN 978-83-7493-635-4.
• [13] Golijanek-Jędrzejczyk A.: Uncertainty estimation of loop impedance measurement determined by the vector method. Pomiary Automatyka Kontrola nr 11, 2012, s. 987-990. ISSN 0032-4140.
• [14] Fotowicz P.: Obliczanie niepewności pomiaru zgodne z definicją przedziału rozszerzenia na przykładzie opracowania wyniku wzorcowania mikrometru. Pomiary Automatyka Robotyka, 2010, nr 10/2012, s. 48—52.