دانلود مقاله ترجمه شده تشخیص عیب یاتاقان ها مبتنی بر سرعت روتور تحت سرعت متغیر و بار ثابت (IEEE 2015) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

تشخیص عیب یاتاقان ها مبتنی بر سرعت روتور (RSB-BFD) تحت سرعت متغیر و بار ثابت

Rotor Speed-Based Bearing Fault Diagnosis (RSB-BFD) Under Variable Sp

چکیده

1- مقدمه

2- سیگنال سرعت روتور در خطاهای بلبرینگ

الف- انواع خطای بلبرینگ

ب- تأثیر خطاهای بلبرینگ بر سیگنال سرعت روتور

3- AVPCA پیشنهادی برای تشخیص خطای بلبرینگ

4- RSB-BFD پیشنهادی که از AVPCA استفاده می کند

الف- روش آموزشی آفلاین

ب- روش کشف و شناسایی خطای آنلاین

5- نتایج آزمایشی و بحث

الف- محیط آزمایشی

ب- روش آموزشی آفلاین

ج- نتایج کشف و شناسایی خطا در سرعت ثابت

د- نتایج کشف و شناسایی خطای آنلاین در شرایط سرعت متغیر

ه- مقایسه AVPCA و PCA کلاسیک در RSB-BFD

و- مقایسه روش های مبتنی بر سرعت و مبتنی بر ارتعاش روتور با استفاده از AVPCA در BFD

6- نکات مربوط به نتیجه گیری

چکیده

این مقاله کاربرد سیگنال سرعت روتور را برای شناسایی و تشخیص خطاهای بلبرینگ در ماشین¬های الکتریکی چرخشی مورد توجه قرار می¬دهد. بسیاری از روش¬های موجود برای تشخیص خطای بلبرینگ (BFD) بر سیگنال-های ارتعاش یا سیگنال¬های جریان تکیه دارد. با این حال، روش¬های BFD مبتنی بر ارتعاش یا جریان از چالش¬های زیادی رنج می¬برند که باید مورد بررسی قرار گیرند. به عنوان یک جایگزین، این مقاله اولین قدم را در جهت بررسی کارآیی نظارت بر سرعت روتور برای BFD بر می¬دارد. حالت¬های خطای بلبرینگ مجدداً بررسی می¬شوند، و اثرات آنها بر سیگنال سرعت روتور توصیف می¬شود، و اثرت آنها بر سیگنال سرعت روتور توصیف می¬شود. بر اساس این تحلیل، یک روش جدید برای تشخیص خطای بلبرینگ، روش تشخیص خطای بلبرینگ مبتنی بر سرعت روتور (RSF-BFD) تحت شرایط سرعت متغیر و بار ثابت ارائه می¬شود، تا مزیتی را تحت شرایط هزینه و سادگی فراهم آورد. روش پیشنهادی RSF-BFD تحلیل مؤلفه¬های اصلی مبتنی بر ارزش کامل (AVPCA) را استخراج کند، که عملکرد PCA کلاسیک را با کاربرد ارزش وزنی کامل و خطای مجموع مربعات استخراج می¬کند.کارایی و اثربخشی روش RSF-BFD با استفاده از یک محیط آزمایشی دارای خطاهای بلبرینگ واقعی در رینگ بیرونی، رینگ درونی و ساچمه¬ نشان داده می¬شود.

6- نکات مربوط به نتیجه گیری

در این مقاله، یک روش جدید برای شناسایی خطای بلبرینگ، شناسایی خطای بلبرینگ مبتنی بر سرعت روتور (RSB-BFD) پیشنهاد شد. از آنجایی که این روش پیشنهادی تنها بر مبنای سیگنال های سرعت روتور است، از لحاظ هزینه و سادگی سیستم سودمند است. برای بررسی مشکلات ناشی از شرایط همپوشانی، PCA کلاسیک به AVPCA تغییر یافت، که در آن مبانی PCA با استفاده از ارزش کامل وزن ها و فاصله های SSE ارزیابی شدند. این روش پیشنهادی در محیط های دارای سرعت ثابت و متغیر بررسی شدند، محیط هایی که در آنها بار ثابت ماند. سه خطای مختلف بلبرینگ (خطای رینگ بیرونی، خطای رینگ درونی و خطای ساچمه) به صورت مصنوعی برای نشان دادن عملکرد این روش پیشنهادی معرفی شدند. مجموعه ای از آزمایشات نشان داد که RSB-BFD پیشنهادی کشف خطا و عملکرد شناسایی آن را در مورد سرعت ثابت تا بیش از 20%، و در مورد سرعت متغیر تا 30% ارتقا داده است. مطالعه مقایسه ای میان AVPCA و PCA کلاسیک و میان روش های مبتنی بر سرعت روتور و مبتنی بر ارتعاش اثربخشی این روش پیشنهادی را نشان داد.

Abstract

This paper addresses the application of rotor speed signal for the detection and diagnosis of ball bearing faults in rotating electrical machines. Many existing techniques for bearing fault diagnosis (BFD) rely on vibration signals or current signals. However, vibration- or current-based BFD techniques suffer from various challenges that must be addressed. As an alternative, this paper takes the initial step of investigating the efficiency of rotor speed monitoring for BFD. The bearing failure modes are reviewed and their effects on the rotor speed signal are described. Based on this analysis, a novel BFD technique, the rotor speed-based BFD (RSB-BFD) method under variable speed and constant load conditions, is proposed to provide a benefit in terms of cost and simplicity. The proposed RSB-BFD method exploits the absolute value-based principal component analysis (PCA), which improves the performance of classical PCA by using the absolute value of weights and the sum square error. The performance and effectiveness of the RSB-BFD method is demonstrated using an experimental setup with a set of realistic bearing faults in the outer race, inner race, and balls.

VI- CONCLUDING REMARKS

In this paper, a novel bearing fault diagnosis method, the rotor speed-based bearing fault diagnosis (RSB-BFD), was proposed. Because the proposed method was only based on rotor speed signals, it is beneficial in terms of system cost and simplicity. To address the difficulty caused by the overlapping conditions, the classical PCA was modified to AVPCA, in which the PCA bases are evaluated using the absolute value of weights and SSE distances. The proposed method was examined under both a constant speed and variable speed environment, where the load remained constant. Three different bearing faults (outer-race fault, inner-race fault, and ball fault) were artificially introduced to demonstrate the performance of the proposed method. A set of experiments showed that the proposed RSB-BFD improved the fault detection and fault diagnosis performance by more than 20% in the constant speed case and by 30% in the variable speed case. Comparative studies between AVPCA and the classical PCA, and between the rotor speed-based and the vibration-based methods showed the effectiveness of the proposed method.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تشخیص عیب یاتاقان ها مبتنی بر سرعت روتور (RSB-BFD) تحت سرعت متغیر و بار ثابت

Rotor Speed-Based Bearing Fault Diagnosis (RSB-BFD) Under Variable Sp