Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Moallem
مهدی معلم (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyed Ehsan Movahed Mohammadi
سیداحسان موحدمحمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Development of an Intelligent Algorithm for On-line Efficiency Estimation of Industrial Induction Motors with the purpose of their Replacement
: Reliability and energy saving in industrial production line are of great importance. In result, energy efficiency and reliable performance of induction motors, as the dominant loads of energy in industry, have been in the spotlight. Energy saving in motors involves various technical, economical and management actions. Continuous condition monitoring, proper application and good maintenance are amongst different solutions for improving performance of production line and decreasing its down-time. Among those solutions, replacing existing motors with the objective of increasing technical reliability and economical efficiency is promising. With the advent of new generation of high-efficiency motors, decision for replacing low-efficiency motors has become challenging. High cost of new motors and the chance of repairing and reusing of old ones can make it difficult to make a reasonable choice. In fact, energy saving is a function of different variables such as motor cost, efficiency rate, operation hours, down-time cost, payback period and availability of government incentives and an analysis for replacement is impossible if those factors are not included. However, the prerequisite of these studies is an accurate index as a base for comparing the performance of motors. tandard tests usually need detaching motor from its service and performing different measurements. In recent years, online estimation of efficiency in induction motors has been subject of widespread researches and numerous methods have been proposed for it. The common objective of these studies is a method for online efficiency estimation of motors with high accuracy, practical effectiveness and low intrusion. The estimated efficiency can subsequently be employed for comparison of motors and replacement decision. In this thesis, the objective is to develop an algorithm for online estimation of efficiency for in-service induction motor and subsequently decision making about their replacement. For this purpose, two online methods for efficiency estimation based on airgap torque and electrical equivalent circuit have been proposed. The advantage of these methods is to minimize required measurements. Accordingly, by only measuring line voltages and currents, the efficiency of motor is estimated subsequently. In the following, by employing genetic algorithm, the accuracy of estimated parameters of motor is improved. The results also have been verified by a standard test. Finally, the methods are introduced for decision making about replacing low-efficiency, oversized and repaired induction motors with new high-efficiency ones and its different scenarios have been studied. Keywords: efficiency estimation, induction motor, optimization, parameter estimation, energy saving
قابلیت اطمینان و صرفه‌جویی در مصرف انرژی در خطوط تولید صنعتی دارای اهمیت ویژه است. در این میان مصرف انرژی و کارکرد مطمئن موتورهای القایی به‌عنوان عمده‌ترین مصرف‌کننده‌ها در صنعت، در کانون توجه قرار گرفته است. صرفه‌جویی انرژی در موتورها شامل مقررات قانونی، فنی، اقتصادی و مدیریتی می‌باشد. پایش پیوسته‌ی سلامت موتور، بهره‌برداری درست و نگهداری مناسب تجهیزات موتوری، از جمله راه‌کارهایی هستند که برای بهبود عملکرد خطوط تولید و کاهش قطع خطوط تولید ارائه شده‌اند.از جمله‌یمهم‌ترین راه‌کارها در این زمینه، تعویض موتورهای موجود با هدف بالا بردن بهره‌وری اقتصادی و فنی است. با ورود نسل‌های جدیدی از موتورهای بازده بالا، تصمیم برای جایگزینی موتورهای کم‌بازدهبا این‌گونه موتور‌ها و میزان صرفه‌جویی حاصل از این کار، چالش‌برانگیز شده است. قیمت بالای موتورهای جدید و امکان تعمیر و بازیابی موتورهای موجود می‌تواند تصمیم‌گیری را دشوار سازد. در واقع صرفه‌جویی انرژی وابسته به پارامترهای گوناگونی نظیر قیمت موتور، نرخ بازده، ساعات کاری، نرخ انرژی، هزینه‌ی تأسیسات و خاموشی‌ها، ضوابط بازگشت سرمایه‌ی مشتری و دسترسی به یارانه‌های دولتی و مشوق‌های مالی است. لذا هرگونه تحلیل، وابسته به در نظر گرفتن همه‌ی موارد فوق می‌باشد.در عین حال پیش‌نیاز همه‌ی این مطالعات ارائه‌ی معیار دقیقی برای مقایسه‌ی عملکرد مناسب موتورها می‌باشد. آزمون‌های استاندارد در این زمینه معمولا نیازمند جداسازی موتور از خط و انجام اندازه‌گیری‌های گوناگون است. تخمین بر خطبازده موتورهای القایی در سال‌های اخیر موضوع تحقیقات گسترده‌ای بوده است و روش‌های گوناگونی برای آن ارائه شده است. هدف همه‌ی این مطالعات، ارائه‌ی روشی با دقت بالا و از لحاظ عملی به صرفه و قابل پیاده‌سازی برای تخمینبر خط بازده موتور بوده است. میزان این بازده می‌تواند در نهایت بهمقایسه موتورها و تصمیم‌گیری درباره‌ی تعویض آن‌ها بینجامد. در این پایان‌نامه، هدف تدوین الگوریتمی برای تخمین بر خط بازده موتورهای القایی در خطوط تولید و در ادامه تصمیم‌گیری در مورد تعویض احتمالی آن است. بدین منظور دو روش بر خط بر مبنای گشتاور فاصله هوایی و مدار معادلبرای تخمین بازده موتور ارائه گردیده است. ویژگی این روش‌ها، میزان حداقلی داده‌های ورودی برای الگوریتم آن‌ها است. بدین ترتیب، با تنها در اختیار داشتن ولتاژ و جریان خط موتور، بازده یک موتور به صورت عملی محاسبه‌ گردیده است. در ادامه با بهره‌گیری از الگوریتم ژنتیک، دقت پارامترهای تخمینی مدار معادل افزایش یافته و پاسخ بهبود داده شده است. نتایج به دست آمده توسط آزمون استاندارد راستی‌آزمایی شده و دقت آن سنجیده شده است. در انتهای این پایان‌نامه، به معیارهای تصمیم‌گیری در مورد تعویض موتورهای القایی کم‌بازده، اندازه نامناسب و تعمیری با موتورهای نو و بازده بالا در صنعت پرداخته شده و سناریو‌های گوناگون آن مورد بررسی قرار گرفته است. کلمات کلیدی: 1-تخمین بازده 2- موتور القایی 3- بهینه‌سازی 4- تخمین پارامتر 4- صرفه‌جویی انرژی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی