DE10148882A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Detektion eines Statorwicklungsfehlers in einem Wechselstrommotor - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Detektion eines Statorwicklungsfehlers in einem WechselstrommotorInfo
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Abstract
Description
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eine Vielzahl von Sensoren zur Akquirierung eines Satzes von Stromwerten und eines Satzes von Spannungswerten vom Wechselstrommotor;
einen Prozessor zum Berechnen von Sequenzkomponenten aus dem Satz von Stromwerten und aus dem Satz von Spannungswerten;
ein feed-forward neuronales Netzwerk (FFNN) verbunden für den Empfang von zumindest einem Teil der Sequenzkomponenten von dem Satz von Stromwerten und dem Satz von Spannungswerten als eine Eingabereihe bzw. Eingabeanordnung und mit einer Ausgabe zum Vorsehen von geschätzten Werten für zumindest zwei Sequenzphasoren bzw. Sequenzzeigervektoren; und
eine Vergleicher verbunden mit dem Ausgang des FFNN zum Vergleichen der geschätzten Werte mit momentanen Werten zum Vorsehen eines Ausfall- bzw. Fehlersignals, wenn der Vergleich einen Sicherheitswert übersteigt, wodurch ein Statorwicklungsfehler angezeigt wird.
zumindest eine Eingabe zum Eingeben von Fundamentalfrequenzdaten von einem Wechselstrommotor in einem Mikroprozessor, wobei die Fundamentalfre quenzdaten positive und negative Spannungssequenzkomponenten einer Leitungs spannung und eine positive Stromsequenzkomponente eines Leitungsstroms auf weisen;
ein computerlesbares Speichermedium, das mit dem Mikroprozessor ver bunden ist, und zwar mit einem Computerprogramm darin, das, bei Ausführung, ein feed-forward neuronales Netzwerk zum Berechnen von geschätzten negativen Stromsequenzkomponenten basierend auf den Fundamentalfrequenzdaten initiiert; und
zumindest eine Ausgabe für das Ausgeben der geschätzten negativen Se quenzkomponente.
eine Eingabeschicht bzw. einen lnputlayer mit einer Anzahl von Eingabe vektoren, wobei die Anzahl der Eingabevektoren einer Anzahl der Sequenzkompo nenten entspricht, die durch den zumindest einen Eingang eingegeben werden;
eine versteckte Schicht bzw. einen Hidden Layer mit zumindest einem Neu ron und zumindest einer Gewichtung, wobei die zumindest eine Gewichtung einge stellt wird während eines Trainingsmodus und während eines Laufmodus konstant bleibt; und
eine Ausgabeschicht bzw. einen Outputlayer zur Bestimmung von zumindest einem Ausgabevektor, wobei der zumindest eine Vektor die geschätzten negativen Sequenzkomponenten umfasst.
Datenakquisitionsmittel für den Empfang von Daten von zumindest einem Wechselstrommotor, wobei die Daten Leitungsspannungssignale und Leitungsstrom signale von dem zumindest einen Wechselstrommotor umfassen;
Transformationsmittel, die mit den Datenakquirierungsmitteln kommunizieren zum Bestimmen von Sequenzkomponenten von zumindest einem Teil der Daten;
Integrierungsmittel, die mit den Transformationsmitteln kommunizieren, für den Empfang der Sequenzkomponenten von zumindest einem Teil der Daten und für eine Kommunikation mit einem ausgebenden Mittel für das Ausgeben von ge schätzten Daten des zumindest einen Wechselstrommotors; und
Vergleichsmittel für den Vergleich der geschätzten Daten mit momentanen Daten, die vom zumindest einen Wechselstrommotor während Echtzeit akquiriert werden.
Akquirieren von Fundamentalfrequenzdaten von einem Wechselstrommotor während eines bekannten Normalbetriebs;
Eingeben von zumindest einem Teil der Fundamentalfrequenzdaten an ein feed-forward neuronales Netzwerk mit einer Anzahl von Gewichtungen;
Trainieren des feed-forward Netzwerks zum Bestimmen von konvergierten Werten für eine jede der Anzahl der Gewichtungen;
Speichern der konvergierten Werte in einem Speicher;
Erhalten eines momentanen Fundamentalfrequenzparameters vom Wech selstrommotor während eines Momentanbetriebs des Wechselstrommotors;
Eingeben von momentanen Fundamentalfrequenzparametern in das feed- forward neuronale Netzwerk;
Erhalten eines geschätzten Fundamentalfrequenzparameters des momenta nen Betriebs des Wechselstrommotors; und
Vergleichen des geschätzten Fundamentalfrequenzparameters mit dem mo mentanen Fundamentalfrequenzparameter zum Bestimmen eines Statorwicklungs fehlers im Wechselstrommotor.
zumindest zwei Stromsensoren für den Erhalt von zumindest zwei Wechsel strommotorstromsignalen;
zumindest zwei Spannungssensoren für den Erhalt von zumindest zwei Wechselstrommotorspannungssignalen;
einen Analog-zu-Digital-Wandler für das Umwandeln der zumindest zwei Wechselstrommotorstromsignale zu digitalisierten Stromsignalen und der zumindest zwei Wechselstrommotorspannungssignale zu digitalisierten Spannungssignalen;
einen Mikroprozessor für den Empfang der digitalisierten Signale und für das Berechnen von Fundamentalsequenzparametern des Wechselstrommotors; und
ein feed-forward neuronales Netzwerk zum Bestimmen von geschätzten Fundamentalfrequenzsequenzparametern des Wechselstrominduktionsmotors.
eine Größe bzw. Amplitude und eine Phase einer positiven und einer negati ven Sequenzkomponente des digitalisierten Spannungssignals; und
eine Größe bzw. Amplitude und eine Phase einer positiven Sequenzkompo nente des digitalisierten Stromsignals.
eine Vielzahl von Eingabeschichten bzw. Inputlayers für das Akquirieren der Fundamentalfrequenzsequenzparameter;
eine versteckte Schicht bzw. einen Hidden Layer mit einer Vielzahl von Ge wichtungen, die während eines bekannten, guten Betriebsmodus trainiert werden; und
eine Ausgabeschicht bzw. einen Outputlayer zum Erzeugen der geschätzten Fundamentalfrequenzsequenzparameter des Wechselstrominduktionsmotors wäh rend der Betriebsbedingungen.
Akquirieren von Fundamentalfrequenztrainingsparametern vom Motor wäh rend eines bekannten, guten Zustands des Motors;
Bestimmen von Sequenzphasoren bzw. Sequenzzeigervektoren aus den Fundamentalfrequenztrainingsparametern;
Bestimmen von geschätzten Fundamentalfrequenzwerten anzeigend für ei nen Statorwicklungsfehler vom Motor;
Akquirieren von momentanen Fundamentalfrequenzwerten vom Motor, wäh rend der Motor im Dienst bzw. Betrieb ist, und zwar ohne Betracht, wie der Motor läuft;
Vergleichen der momentanen Fundamentalfrequenzwerte mit den geschätz ten Fundamentalfrequenzwerten zum Bestimmen eines Statorwicklungsfehlers; und
Anzeigen eines Vorliegens eines Statorwicklungsfehlers basierend auf dem Vergleich.
Eingeben der momentanen Fundamentalfrequenzwerte in eine Eingabe schicht bzw. einen lnputlayer; und
Konvergieren einer Vielzahl von Gewichtungen in einer versteckten Schicht bzw. einem Hidden Layer auf einen stabilen Zustand; und
Ausgeben der geschätzten Fundamentalfrequenzwerte in eine Ausgabe schicht bzw. einen Outputlayer.
- A) Auswählen der Sequenzphasorenparameter bzw. Sequenzzeigervek torparameter für ein feed-forward neuronales Netzwerk;
- B) Trainieren des feed-forward neuronalen Netzwerks zum Erlernen eines Modells des Wechselstrominduktionsmotors unter gesunden Betriebs bedingungen;
- C) Akquirieren eines gemessenen Werts des Wechselstrominduktionsmo tors, während der Wechselstrominduktionsmotor im Dienst bzw. Betrieb ist;
- D) Vergleichen eines geschätzten Werts des Wechselstrominduktionsmo torbetriebs während gesunder Betriebsbedingungen mit einem gemes senen Wert des Wechselstrominduktionsmotorbetriebs;
- E) Periodisches Wiederholen der Schritte (C) und (D); und
- F) Anzeigen eines Statorwicklungsfehlers des Wechselsstrominduktions motors, wenn der Schritt des Vergleichens in einem Fehlerwert resul tiert, der einen Sicherheitsschwellenwert übersteigt.
Bestimmen einer Anzahl von Netzwerkschichten bzw. Netzwerklayers;
Bestimmen einer Anzahl von Netzwerkneuronen, und
Bestimmen von Gewichtungswerten für die Netzwerkschichten.
Akquirieren einer Größe bzw. einer Amplitude einer positiven Sequenzkom ponente einer Leitungsspannung;
Akquirieren einer Größe bzw. Amplitude und Phase einer negativen Se quenzkomponente der Leitungsspannung; und
Akquirieren einer Größe und Phase einer positiven Sequenzkomponente ei nes Leitungsstroms.
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