LabDSE |
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PRIN ADES"Diagnostica avanzata di sistemi elettromeccanici" |
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Coordinatore nazionale: Unità: |
Prof. Fiorenzo
Filippetti
Università di Bologna |
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Estratto sintetico La
diagnostica dei sistemi e componenti elettrici e’ oggetto di un rinnovato
e vasto interesse in quanto si inquadra nel problema strategico di rendere
sempre più affidabili, continui e rispettosi dei problemi ambientali la
fornitura e l’utilizzo di energia elettrica. Un sistema diagnostico deve
avere la capacita’ intelligente di individuare, localizzare e valutare la
presenza di anomalie di funzionamento con sufficiente sensibilità ed anche
e soprattutto in stadio incipiente. Inoltre, per essere proponibile sotto il
profilo applicativo, deve avere caratteristiche di semplicità richiedendo
minime risorse ed essendo adatto per una diagnostica attiva on-line di tipo
non invasivo. Fra
i componenti più diffusi in campo industriale, vi sono i moderni
azionamenti elettrici, essenzialmente composti da inverter, attuatore e
controller. Essi coprono un mercato vastissimo (il 70 % delle applicazioni
di azionamenti industriali) ed in continua crescita per numero, per tipo di
applicazioni e per prestazioni. L
'interesse per il relativo aspetto diagnostico e' evidente ed ha originato
numerosi ed approfonditi studi sulla individuazione di guasti e anomalie
separatamente nell’inverter o nell’attuatore. E’ stata invece
sviluppata una limitata attivita’ di ricerca in cui si tenga conto
dell’interazione fra i componenti ed in cui vengano utilizzate in modo
sinergico diverse metodologie diagnostiche. La presente ricerca si propone
di coprire in parte questa lacuna avendo come obiettivo lo studio e la
implementazione di metodiche complementari orientate alla diagnostica del
motore ad induzione integrato nel sistema di controllo. Il motore ad
induzione e’ attualmente uno degli attuatori piu’ diffusi negli
azionamenti industriali ed ancor piu’ lo sara’ in futuro data la sua
robustezza e versatilita’. D’altra parte gran parte delle metodiche
studiate potranno applicarsi anche ad altri attuatori, e questo rende
ragione della scelta del motore ad induzione come oggetto di indagine e
della scelta di un titolo di valenza piu’ generale per la ricerca. Le
linee guida per lo sviluppo del progetto si appoggiano sulle due prevalenti
categorie di guasti che si verifichino nel motore ad induzione: il
deterioramento e cedimento dell’isolamento di statore con generazione di
corto circuiti di spira e il deterioramento e la rottura di barre di rotore. Riguardo
ai guasti di statore la tecnica piu’ promettente, in quanto tipicamente
predittiva, si basa sull’analisi dell’effetto delle scariche parziali, e
gli studi in proposito hanno avuto recentemente un notevole sviluppo, anche
ad opera di alcuni proponenti di questa ricerca. Tuttavia la sua
applicazione risulta ancora piuttosto costosa e complessa. Verranno
sviluppate percio’ metodologie che rendono questa tecnica di applicazione
piu’ affidabile e semplice. Un’altra
tecnica alla quale i proponenti hanno dato recentemente un forte impulso,
soprattutto nel caso di motori in catena aperta, e’ quella basata
sull’analisi delle componenti spettrali delle correnti di ingresso, nota
in letteratura, come MCSA (Motor current signature analisis). Questa tecnica
si applica sia per i corto circuiti di statore che per le rotture di barra.
In questo caso, poiche’ le correnti sono fortemente influenzate dal
controllo, gli usuali indici diagnostici utili in catena aperta non possono
assolutamente essere usati in presenza del controllo. Verranno
percio’sviluppati studi per integrare la diagnostica nel controllo,
determinando nuovi indici diagnostici indipendenti dal controllo e
ricercando soluzioni compatibili con l’implementazione su DSP. La ricerca
si fonda sulle esperienze scientifiche della varie unita’ proponenti ed
intende farle avanzare, in maniera coordinata, secondo le linee guida
esposte. Con cio’ si intende fornire un contributo fattivo al
miglioramento delle prestazioni operative degli azionamenti elettrici ed al
problema generale della continuita’ ed affidabilita’ nell’utilizzo
dell’energia elettrica. |