Prolomte úzká místa průmyslového testování s nezávisle vyvinutým systémem analýzy křivek FFT

V oblasti testování výkonu trakčních strojů patří mezi konvenční metody především vibrační testování, testování hluku atd. Přesné zachycení průběhu napětí a analýza provozních dat je však jádrem posouzení stavu motoru. Po rozsáhlém zdokonalení tým NIDEC Elevator Motor Team nezávisle vyvinul systém analýzy tvaru vlny FFT založený na principu zadní elektromotorické síly trakčních strojů – bez potřeby složitých externích senzorů může generovat sinusové vlny pouze převodem signálu, což poskytuje efektivnější a přesnější řešení pro testování trakčních strojů.

Více algoritmů pro posílení obranné linie detekce chyb

Algoritmus rychlé Fourierovy transformace (FFT), jádro analytických nástrojů NVH, je klasickým nástrojem pro detekci chyb. Dokáže přesně převést signály v časové oblasti indukované elektromotorické síly shromážděné během provozu motoru na signály ve frekvenční oblasti. Při skutečném provozu synchronních motorů s permanentními magnety se poruchy, jako je nesouosost, reverzní vkládání a kompenzované vkládání permanentních magnetů, projeví jemnými změnami indukované elektromotorické síly, které budou generovat abnormální signály na určitých frekvencích. Díky své výkonné schopnosti analýzy signálu dokáže algoritmus FFT tyto jemné změny rychle zachytit a poskytnout důležitá vodítka pro diagnostiku chyb.

Dvoujádrové řešení pro testování motorů výtahů NIDEC

Hardwarové jádro: Karta pro sběr dat s vysokou rychlostí vzorkování

Abychom se vyhnuli „zkreslení signálu“, jako hardwarový základ volíme karty pro sběr dat s vysokou vzorkovací frekvencí a vysokým rozlišením. Dokáže v reálném čase zachytit drobné změny napětí zpětné elektromotorické síly během provozu motoru, převést analogové signály na přesné digitální signály a poskytnout „vysokokvalitní nezpracovaná data“ pro následnou analýzu.

Aby se zajistilo, že vybraná karta pro sběr dat splňuje požadavky, tým ME ji otestoval. Analýza ukazuje, že vybraná karta pro sběr dat má vynikající stabilitu s GRR přibližně 0,072 % mezi třemi měřiči A, B a C.

Softwarové jádro: Nezávisle vyvinutý systém FFT Waveform Analysis System

Hlavní výhoda tohoto systému spočívá v převodu „profesionálních dat“ na „viditelné, analyzovatelné a použitelné“ výsledky testů. Jeho tři základní funkce pokrývají plnorozměrnou analýzu od časové oblasti po frekvenční oblast:

• Graf časové domény indukovaného napětí: V reálném čase zobrazuje křivku změny napěťových signálů v čase, intuitivně ukazuje kolísání napětí a vrcholy výskytu, takže okamžité změny signálu jsou jasné na první pohled;

• Lissajousova analýza figur: Generuje Lissajousovy figury prostřednictvím fázového vztahu různých signálů, rychle posuzuje provozní stabilitu trakčního stroje a na první pohled identifikuje abnormální fázové odchylky;

• Hloubková spektrální analýza: Převádí signály v časové oblasti na data frekvenční oblasti, jasně ukazuje podíl každé frekvenční složky a snadno lokalizuje potenciální problémy, jako je harmonická interference.

Kromě „prohlížení dat“ se systém zaměřuje spíše na „doručování výsledků“. Výkon trakčního stroje zajišťují tři klíčové testovací indikátory:

1. Peak Distribution Rate: Počítá rozložení napěťových špiček, posuzuje, zda jsou špičky v rozumném rozsahu, a zabraňuje ztrátě motoru způsobené abnormálními špičkami;

2. Nekoincidenční stupeň křivky: Porovnává rozdíl mezi aktuální křivkou a standardní sinusovou vlnou, kvantifikuje zkreslení křivky a poskytuje přesný základ pro uvedení motoru do provozu;

3. Analýza THD tvaru vlny: Vypočítává celkové harmonické zkreslení, intuitivně odráží dopad harmonických na průběhy napětí a pomáhá optimalizovat kvalitu produktu trakčních strojů.

Zobrazení úspěchů

Prostřednictvím nezávisle vyvinutého systému analýzy křivek FFT bylo provedeno vícerozměrné testování výkonu motoru NVH, což výrazně snížilo problémy s kvalitou produktu a zajistilo kvalitu motoru před dodáním. Od prosince 2024 do současnosti byly testovány přibližně desítky tisíc motorů, přičemž výtěžnost testovaných motorů při prvním průchodu se udržela nad 99,5 %. Sběr a analýza těchto dat plně demonstruje spolehlivost kvality výtahových motorů NIDEC a význam vývoje tohoto softwaru pro FFT testování výkonu motoru.

A konečně, od interpretace principu NVH, zavádění inovací, vysokorychlostního získávání dat, vícerozměrné analýzy parametrů až po hromadné testování produktů v plném měřítku, tento systém analýzy křivek FFT narušuje omezení tradičního testování. Ať už jde o kontrolu kvality továrny na motory, každodenní monitorování provozu a údržby nebo diagnostiku poruch, může poskytnout podrobnou a komplexní testovací podporu a vnést nový impuls do efektivního, bezpečného a spolehlivého testování výkonu motoru v průmyslu výtahových trakčních strojů!