Преодолейте узкие места отраслевых испытаний с помощью независимо разработанной системы анализа сигналов БПФ

В области тестирования производительности тяговых машин традиционные методы в основном включают испытания на вибрацию, шумовые испытания и т. д. Однако точное фиксирование формы сигналов напряжения и анализ эксплуатационных данных являются основой оценки состояния двигателя. После обширной доработки команда NIDEC Elevator Motor Team самостоятельно разработала систему анализа формы сигналов БПФ, основанную на принципе обратной электродвижущей силы тяговых машин — без необходимости использования сложных внешних датчиков, она может генерировать синусоидальные волны только посредством преобразования сигнала, обеспечивая более эффективное и точное решение для тестирования тяговых машин.

Несколько алгоритмов для усиления линии защиты при обнаружении неисправностей

Алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ), являющийся основой инструментов анализа NVH, является классическим инструментом обнаружения неисправностей. Он может точно преобразовывать сигналы временной области индуцированной электродвижущей силы, собранной во время работы двигателя, в сигналы частотной области. В реальной работе синхронных двигателей с постоянными магнитами такие неисправности, как перекос, обратная вставка и смещение постоянных магнитов, будут отражаться в небольших изменениях наведенной электродвижущей силы, которая будет генерировать аномальные сигналы на определенных частотах. Благодаря мощным возможностям анализа сигналов алгоритм БПФ может точно фиксировать эти тонкие изменения и предоставлять важные подсказки для диагностики неисправностей.

Двухъядерное решение NIDEC для тестирования двигателей лифтов

Аппаратное ядро: карта сбора данных с высокой частотой дискретизации

Чтобы избежать «искажения» сигнала, в качестве аппаратной основы мы выбираем карты сбора данных с высокой частотой дискретизации и высоким разрешением. Он может в реальном времени фиксировать малейшие изменения напряжения обратной электродвижущей силы во время работы двигателя, преобразовывать аналоговые сигналы в точные цифровые сигналы и предоставлять «высококачественные необработанные данные» для последующего анализа.

Чтобы убедиться, что выбранная карта сбора данных соответствует требованиям, команда ME протестировала ее. Анализ показывает, что выбранная карта сбора данных имеет превосходную стабильность: GRR составляет около 0,072% среди трех измерений A, B и C.

Ядро программного обеспечения: независимо разработанная система анализа сигналов БПФ

Основное преимущество этой системы заключается в преобразовании «профессиональных данных» в «видимые, анализируемые и пригодные для использования» результаты испытаний. Его три основные функции охватывают полномерный анализ от временной до частотной области:

• Диаграмма наведенного напряжения во временной области: в реальном времени отображает кривую изменения сигналов напряжения с течением времени, интуитивно показывая колебания напряжения и узлы возникновения пиков, делая мгновенные изменения сигнала понятными с первого взгляда;

• Анализ фигуры Лиссажу: генерирует фигуры Лиссажу на основе соотношения фаз различных сигналов, быстро оценивает стабильность работы тяговой машины и с первого взгляда определяет аномальные отклонения фазы;

• Углубленный спектральный анализ: преобразует сигналы временной области в данные частотной области, четко показывает долю каждого частотного компонента и легко обнаруживает потенциальные проблемы, такие как гармонические помехи.

Помимо «просмотра данных», система больше фокусируется на «доставке результатов». Три ключевых индикатора испытаний гарантируют производительность тяговой машины:

1. Скорость распределения пиков: подсчитывает распределение пиков напряжения, определяет, находятся ли пики в разумных пределах, и позволяет избежать потери двигателя, вызванной аномальными пиками;

2. Степень несовпадения формы сигнала: сравнивает разницу между фактической формой сигнала и стандартной синусоидальной волной, количественно определяет искажения формы сигнала и обеспечивает точную основу для ввода двигателя в эксплуатацию;

3. Анализ THD формы сигнала: рассчитывает общее гармоническое искажение, интуитивно отражает влияние гармоник на форму сигнала напряжения и помогает оптимизировать качество продукции тяговых машин.

Отображение достижений

С помощью независимо разработанной системы анализа формы сигнала БПФ было проведено многомерное тестирование характеристик NVH двигателя, что значительно снизило проблемы с качеством продукции и обеспечило качество двигателя перед поставкой. С декабря 2024 года по настоящее время испытано около десятков тысяч двигателей, при этом выход испытанных двигателей с первого прохода поддерживается на уровне выше 99,5%. Сбор и анализ этих данных полностью демонстрируют надежность качества лифтового двигателя NIDEC и важность разработки этого программного обеспечения для тестирования производительности двигателя с помощью БПФ.

Наконец, от интерпретации принципов NVH, внедрения инноваций, высокоскоростного сбора данных, многомерного анализа параметров до полномасштабного массового тестирования продукта, эта система анализа формы сигнала БПФ преодолевает ограничения традиционного тестирования. Будь то проверка качества завода по производству двигателей, ежедневный мониторинг эксплуатации и технического обслуживания или диагностика неисправностей, он может обеспечить подробную и всестороннюю поддержку испытаний, придавая новый импульс эффективным, безопасным и надежным испытаниям характеристик двигателей в отрасли тяговых машин для лифтов!