Wyniki selekcji dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia

Wyniki selekcji na podstawie widma prądu twornika.

Wyniki selekcji cech dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia na podstawie widma prądu twornika dla wektorów dwu-, trzy- i czterocechowych przedstawione zostały w tabeli 6.5, a rozkład punktów pomiarowych w dwu- i trzycechowej przestrzeni zaprezentowany został na rysunkach 6.40 - 6.43.

Tabela 6.5. Wyniki selekcji najlepszych osobników na podstawie widma prądu twornika dla

diagnostyki zwarcia cewki obwodu wzbudzenia

liczba cech poddawanych selekcji cecha 1 [Hz] cecha 2 [Hz] cecha 3 [Hz] cecha 4 [Hz] odległość Mahalanobisa 2 50 75 - - 2.2542 3 25 50 75 - 2.4933 4 25 50 75 150 2.6936

Dla porównania odległość Mahalanobisa w przypadku składowej 100Hz wektora przestrzennego prądu twornika dla tego stanu awaryjnego wynosi 0.0128 i składowa ta nie nadaje się do diagnostyki tego rodzaju uszkodzeń. Z rozmieszczenia punktów pomiarowych na rysunku 6.40 można wnioskować, że składowe 50Hz i 75Hz nie tworzą separowalnych skupisk. Można doszukiwać się istnienia dwóch różnych grup, jednak nie są one rozłączne. Dodatkowo amplituda składowej 50Hz w prądzie twornika jest silnie uzależniona od obciążenia mechanicznego silnika i stosowanie jej do celów diagnostycznych byłoby ryzykowne. Uwzględnienie trzeciej składowej – o częstotliwości 25Hz, widoczne na rysunku 6.42, nie powoduje poprawy sytuacji.

Rys. 6.40. Rozkład punktów pomiarowych w dwucechowej przestrzeni, kolor czarny

odpowiada stanowi bezawaryjnemu, kolor czerwony zwarciu jednej cewki obwodu wzbudzenia poprzez rezystancję zwierającą o wartości 1.3 Ω

W tej sytuacji rozpatrywanie stanów pośrednich uszkodzenia, widoczne na rysunkach 6.42 i 6.43 również nie daje dobrej informacji o występowaniu, a tym bardziej o stopniu zaawansowania uszkodzenia.

Rys. 6.41. Rozkład punktów pomiarowych odpowiadających różnym stanom maszyny w

dwucechowej przestrzeni, kolorami oznaczono odpowiednio: stan bezawaryjny –czarny, zwarcie 3.45 Ω – niebieski, zwarcie 2.47 Ω – błękitny, zwarcie 2.00 Ω – zielony,

Rys. 6.42. Rozkład punktów pomiarowych w trzycechowej przestrzeni, kolor czarny

odpowiada stanowi bezawaryjnemu, kolor czerwony zwarciu jednej cewki obwodu wzbudzenia poprzez rezystancję zwierającą o wartości 1.3 Ω

Rys. 6.43. Rozkład punktów pomiarowych odpowiadających różnym stanom maszyny w

trzycechowej przestrzeni, kolorami oznaczono odpowiednio: stan bezawaryjny –czarny, zwarcie 3.45 Ω – niebieski, zwarcie 2.47 Ω – błękitny, zwarcie 2.00 Ω – zielony,

zwarcie 1.54 Ω – fioletowy, zwarcie 1.3 Ω – czerwony.

Na rysunkach, 6.44, 6.45 i 6.46 zaprezentowano efektywność działania poszczególnych algorytmów w problemie selekcji odpowiednio, dwóch, trzech i czterech cech charakterystycznych dla stanu zwarcia cewki obwodu wzbudzenia spośród wszystkich cech zawartych w widmie prądu twornika.

Rys. 6.44. Porównanie działania różnych wariantów algorytmu genetycznego w problemie

selekcji z widma prądu twornika 2 cech charakterystycznych dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia.

Rys. 6.45. Porównanie działania różnych wariantów algorytmu genetycznego w problemie

selekcji z widma prądu twornika 3 cech charakterystycznych dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia.

Rys. 6.46. Porównanie działania różnych wariantów algorytmu genetycznego w problemie

selekcji z widma prądu twornika 4 cech charakterystycznych dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia.

Wyniki selekcji na podstawie widma prądu wzbudzenia.

Wyniki selekcji cech dla przerwy gałęzi równoległej twornika na podstawie widma prądu wzbudzenia dla wektorów dwu-, trzy- i czterocechowych przedstawione zostały w tabeli 6.6, a rozkład punktów pomiarowych w dwu- i trzycechowej przestrzeni zaprezentowany został na rysunkach 6.47-6.50.

Tabela 6.6. Wyniki selekcji najlepszych osobników na podstawie widma prądu wzbudzenia

dla diagnostyki zwarcia cewki obwodu wzbudzenia

liczba cech poddawanych selekcji cecha 1 [Hz] cecha 2 [Hz] cecha 3 [Hz] cecha 4 [Hz] odległość Mahalanobisa 2 25 600 - - 8.5423 3 25 600 100 - 8.5448 4 25 100 200 600 9.1400

Powstanie dwóch liniowo separowalnych grup widoczne na rysunku 6.47 sugeruje, że zwarcie w uzwojeniu wzbudzenia ma istotny wpływ na składową o częstotliwości 25Hz i powoduje jej wzrost. Druga ze składowych, o częstotliwości 600Hz nie posiada tej własności, ale uwzględnienie jej zwiększa nieco margines separowalności. Uwzględnienie trzeciej składowej - o częstotliwości 100Hz (rysunek 6.49) minimalnie poprawia separowalność.

Rys. 6.47. Rozkład punktów pomiarowych w dwucechowej przestrzeni, kolor czarny

odpowiada stanowi bezawaryjnemu, kolor czerwony zwarciu jednej cewki obwodu wzbudzenia poprzez rezystancję zwierającą o wartości 1.3 Ω

Widoczne oddzielenie się niektórych punktów od pozostałej części grupy dla stanu bezawaryjnego i przyjmowanie przez te punkty wartości 0 wynika z wcześniejszego odcięcia wszystkich składników widma, których amplitudy znajdowały się na poziomie szumu pomiarowego. Stany uszkodzenia o mniejszej intensywności, widoczne na rysunkach 6.48 i 6.50 również dają się odseparować od stanu bezawaryjnego, jednak nie jest możliwe określenie stopnia zaawansowania uszkodzenia.

Jak stwierdzono w [89] i [93], wzrost wartości amplitudy składowej 25Hz wynika z niesymetrii obwodu magnetycznego, która może być wywołana przez zwarcie, ale także przez inne uszkodzenia. Po usunięciu z widma składowej 25Hz algorytm jako najlepsze wybierał zestawy zawierające składową stałą, dla których odległość Mahalanobisa była na poziomie 5. Składowa ta również nie powinna być uznawana jako symptom uszkodzenia, ponieważ jej wartość zależy od wielu różnych czynników (np. temperatury uzwojeń, rezystancji elementów stykowych, szczotek, napięcia zasilającego obwód wzbudzenia). Dlatego też stosowanie składowej stałej jako kryterium uszkodzenia jest dość kłopotliwe, choć przy zapewnieniu stałych warunków w jakich dokonywany jest pomiar stosowanie tej składowej może posłużyć jak wskaźnik świadczący o ewentualnym wystąpieniu uszkodzenia, a potwierdzeniem tego przypuszczenia może być pomiar rezystancji uzwojeń dokonany w warunkach normatywnych. Usunięcie z widma dodatkowo składowej stałej powoduje, że wybierane zestawy częstotliwości tworzą skupiska, dla których odległość Mahalanobisa wynosi około 1,5, i wydają się one być nieprzydatne dla celów diagnostyki.

Rys. 6.48. Rozkład punktów pomiarowych odpowiadających różnym stanom maszyny w

dwucechowej przestrzeni, kolorami oznaczono odpowiednio: stan bezawaryjny –czarny, zwarcie 3.45 Ω – niebieski, zwarcie 2.47 Ω – błękitny, zwarcie 2.00 Ω – zielony,

Rys. 6.49. Rozkład punktów pomiarowych w trzycechowej przestrzeni, kolor czarny

odpowiada stanowi bezawaryjnemu, kolor czerwony zwarciu jednej cewki obwodu wzbudzenia poprzez rezystancję zwierającą o wartości 1.3 Ω

Rys. 6.50. Rozkład punktów pomiarowych odpowiadających różnym stanom maszyny w

trzycechowej przestrzeni, kolorami oznaczono odpowiednio: stan bezawaryjny –czarny, zwarcie 3.45 Ω – niebieski, zwarcie 2.47 Ω – błękitny, zwarcie 2.00 Ω – zielony,

zwarcie 1.54 Ω – fioletowy, zwarcie 1.3 Ω – czerwony.

Na rysunkach, 6.51, 6.52 i 6.53 zaprezentowano efektywność działania poszczególnych algorytmów w problemie selekcji odpowiednio, dwóch, trzech i czterech cech charakterystycznych dla stanu zwarcia cewki obwodu wzbudzenia spośród wszystkich cech zawartych w widmie prądu wzbudzenia.

Rys. 6.51. Porównanie działania różnych wariantów algorytmu genetycznego w problemie

selekcji z widma prądu wzbudzenia 2 cech charakterystycznych dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia.

Rys. 6.52. Porównanie działania różnych wariantów algorytmu genetycznego w problemie

selekcji z widma prądu wzbudzenia 3 cech charakterystycznych dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia.

Rys. 6.53. Porównanie działania różnych wariantów algorytmu genetycznego w problemie

selekcji z widma prądu wzbudzenia 4 cech charakterystycznych dla zwarcia cewki obwodu wzbudzenia.