Supera i colli di bottiglia dei test del settore con il sistema di analisi della forma d'onda FFT sviluppato in modo indipendente

Nel campo dei test sulle prestazioni delle macchine di trazione, i metodi convenzionali includono principalmente test sulle vibrazioni, test sul rumore, ecc. Tuttavia, l'acquisizione accurata delle forme d'onda della tensione e l'analisi dei dati operativi sono fondamentali per valutare lo stato del motore. Dopo un approfondito perfezionamento, il NIDEC Elevator Motor Team ha sviluppato in modo indipendente un sistema di analisi della forma d'onda FFT basato sul principio della forza elettromotrice posteriore delle macchine da trazione: senza la necessità di complessi sensori esterni, può generare onde sinusoidali solo attraverso la conversione del segnale, fornendo una soluzione più efficiente e accurata per i test delle macchine da trazione.

Algoritmi multipli per rafforzare la linea di difesa di rilevamento dei guasti

L'algoritmo Fast Fourier Transform (FFT), il cuore degli strumenti di analisi NVH, è uno strumento classico per il rilevamento dei guasti. Può convertire accuratamente i segnali nel dominio del tempo della forza elettromotrice indotta raccolti durante il funzionamento del motore in segnali nel dominio della frequenza. Nel funzionamento effettivo dei motori sincroni a magneti permanenti, guasti come il disallineamento, l'incollaggio inverso e l'incollaggio sfasato dei magneti permanenti si rifletteranno in sottili cambiamenti nella forza elettromotrice indotta, che genereranno segnali anomali a frequenze specifiche. Grazie alla sua potente capacità di analisi del segnale, l'algoritmo FFT può catturare con precisione questi sottili cambiamenti e fornire indizi importanti per la diagnosi dei guasti.

Dual Core della soluzione di test dei motori per ascensori NIDEC

Nucleo hardware: scheda di acquisizione dati ad alta velocità di campionamento

Per evitare la "distorsione" del segnale, selezioniamo schede di acquisizione dati ad alta frequenza di campionamento e ad alta risoluzione come base hardware. Può acquisire in tempo reale piccole variazioni di tensione della forza elettromotrice posteriore durante il funzionamento del motore, convertire segnali analogici in segnali digitali precisi e fornire "dati grezzi di alta qualità" per la successiva analisi.

Per garantire che la scheda di acquisizione dati selezionata soddisfi i requisiti, il team ME l'ha testata. L'analisi mostra che la scheda di acquisizione dati selezionata ha un'eccellente stabilità, con un GRR di circa 0,072% tra i tre misuratori A, B e C.

Nucleo del software: sistema di analisi della forma d'onda FFT sviluppato in modo indipendente

Il vantaggio principale di questo sistema risiede nella conversione dei "dati professionali" in risultati dei test "visibili, analizzabili e utilizzabili". Le sue tre funzioni principali coprono l'analisi full-dimensionale dal dominio del tempo al dominio della frequenza:

• Grafico nel dominio temporale della tensione indotta: visualizza in tempo reale la curva di variazione dei segnali di tensione nel tempo, mostrando in modo intuitivo le fluttuazioni di tensione e i nodi in cui si verificano i picchi, rendendo chiare a colpo d'occhio le modifiche istantanee del segnale;

• Analisi delle figure di Lissajous: genera figure di Lissajous attraverso la relazione di fase di diversi segnali, giudica rapidamente la stabilità operativa della macchina di trazione e identifica a colpo d'occhio deviazioni di fase anomale;

• Analisi approfondita dello spettro: converte i segnali nel dominio del tempo in dati nel dominio della frequenza, mostra chiaramente la proporzione di ciascun componente di frequenza e individua facilmente potenziali problemi come l'interferenza armonica.

Oltre alla "visualizzazione dei dati", il sistema si concentra maggiormente sulla "fornitura di risultati". Tre indicatori chiave di test salvaguardano le prestazioni della macchina di trazione:

1. Tasso di distribuzione del picco: conta la distribuzione dei picchi di tensione, giudica se i picchi rientrano in un intervallo ragionevole ed evita la perdita del motore causata da picchi anomali;

2. Grado di non coincidenza della forma d'onda: confronta la differenza tra la forma d'onda effettiva e l'onda sinusoidale standard, quantifica la distorsione della forma d'onda e fornisce una base precisa per la messa in servizio del motore;

3. Analisi THD della forma d'onda: calcola la distorsione armonica totale, riflette in modo intuitivo l'impatto delle armoniche sulle forme d'onda di tensione e aiuta a ottimizzare la qualità del prodotto delle macchine di trazione.

Visualizzazione degli obiettivi

Attraverso il sistema di analisi della forma d'onda FFT sviluppato in modo indipendente, sono stati eseguiti test multidimensionali delle prestazioni NVH del motore, riducendo significativamente i problemi di qualità del prodotto e garantendo la qualità del motore prima della consegna. Da dicembre 2024 ad oggi sono stati testati circa decine di migliaia di motori, con la resa al primo passaggio dei motori testati mantenuta superiore al 99,5%. La raccolta e l'analisi di questi dati dimostrano pienamente l'affidabilità della qualità dei motori per ascensori NIDEC e l'importanza dello sviluppo di questo software di test delle prestazioni FFT del motore.

Infine, dall'interpretazione del principio NVH, all'introduzione dell'innovazione, all'acquisizione dati ad alta velocità, all'analisi dei parametri multidimensionali fino ai test sui prodotti di massa su vasta scala, questo sistema di analisi della forma d'onda FFT supera i limiti dei test tradizionali. Che si tratti di ispezione di qualità in fabbrica di motori, monitoraggio quotidiano del funzionamento e della manutenzione o diagnosi di guasti, può fornire un supporto di test dettagliato e completo, dando nuovo slancio ai test efficienti, sicuri e affidabili delle prestazioni dei motori nel settore delle macchine per trazione di ascensori!