Supere los cuellos de botella de las pruebas de la industria con un sistema de análisis de forma de onda FFT desarrollado independientemente

En el campo de las pruebas de rendimiento de las máquinas de tracción, los métodos convencionales incluyen principalmente pruebas de vibración, pruebas de ruido, etc. Sin embargo, capturar con precisión las formas de onda de voltaje y analizar los datos operativos es el núcleo para juzgar el estado del motor. Después de un amplio refinamiento, el equipo de motores de ascensores de NIDEC ha desarrollado de forma independiente un sistema de análisis de forma de onda FFT basado en el principio de fuerza electromotriz inversa de las máquinas de tracción: sin la necesidad de sensores externos complejos, puede generar ondas sinusoidales solo a través de la conversión de señales, lo que proporciona una solución más eficiente y precisa para las pruebas de máquinas de tracción.

Múltiples algoritmos para fortalecer la línea de defensa de detección de fallas

El algoritmo Fast Fourier Transform (FFT), el núcleo de las herramientas de análisis NVH, es una herramienta clásica para la detección de fallas. Puede convertir con precisión las señales en el dominio del tiempo de la fuerza electromotriz inducida recopiladas durante el funcionamiento del motor en señales en el dominio de la frecuencia. En el funcionamiento real de motores síncronos de imanes permanentes, fallas como desalineación, pegado inverso y pegado desplazado de imanes permanentes se reflejarán en cambios sutiles en la fuerza electromotriz inducida, que generarán señales anormales en frecuencias específicas. Con su poderosa capacidad de análisis de señales, el algoritmo FFT puede capturar con precisión estos cambios sutiles y proporcionar pistas importantes para el diagnóstico de fallas.

Núcleos duales de la solución de prueba de motores de ascensores NIDEC

Núcleo de hardware: Tarjeta de adquisición de datos de alta tasa de muestreo

Para evitar la "distorsión" de la señal, seleccionamos tarjetas de adquisición de datos de alta resolución y alta frecuencia de muestreo como base del hardware. Puede capturar en tiempo real pequeños cambios de voltaje de la fuerza electromotriz inversa durante el funcionamiento del motor, convertir señales analógicas en señales digitales precisas y proporcionar "datos sin procesar de alta calidad" para análisis posteriores.

Para garantizar que la tarjeta de adquisición de datos seleccionada cumpla con los requisitos, el equipo de ME la probó. El análisis muestra que la tarjeta de adquisición de datos seleccionada tiene una excelente estabilidad, con un GRR de aproximadamente 0,072% entre tres medidores A, B y C.

Núcleo del software: sistema de análisis de forma de onda FFT desarrollado independientemente

La principal ventaja de este sistema radica en convertir "datos profesionales" en resultados de pruebas "visibles, analizables y utilizables". Sus tres funciones principales cubren el análisis dimensional completo desde el dominio del tiempo hasta el dominio de la frecuencia:

• Gráfico de dominio de tiempo de voltaje inducido: muestra en tiempo real la curva de cambio de las señales de voltaje a lo largo del tiempo, mostrando intuitivamente las fluctuaciones de voltaje y los nodos de ocurrencia de picos, lo que hace que los cambios instantáneos de señales sean claros de un vistazo;

• Análisis de figuras de Lissajous: genera figuras de Lissajous a través de la relación de fase de diferentes señales, juzga rápidamente la estabilidad operativa de la máquina de tracción e identifica desviaciones de fase anormales de un vistazo;

• Análisis de espectro en profundidad: convierte señales en el dominio del tiempo en datos en el dominio de la frecuencia, muestra claramente la proporción de cada componente de frecuencia y localiza fácilmente problemas potenciales como la interferencia armónica.

Más allá de "ver datos", el sistema se centra más en "entregar resultados". Tres indicadores de prueba clave salvaguardan el rendimiento de la máquina de tracción:

1. Tasa de distribución de picos: cuenta la distribución de los picos de voltaje, juzga si los picos están dentro de un rango razonable y evita la pérdida del motor causada por picos anormales;

2. Grado de no coincidencia de la forma de onda: compara la diferencia entre la forma de onda real y la onda sinusoidal estándar, cuantifica la distorsión de la forma de onda y proporciona una base precisa para la puesta en servicio del motor;

3. Análisis THD de forma de onda: calcula la distorsión armónica total, refleja intuitivamente el impacto de los armónicos en las formas de onda de voltaje y ayuda a optimizar la calidad del producto de las máquinas de tracción.

Visualización de logros

A través del sistema de análisis de forma de onda FFT desarrollado de forma independiente, se han llevado a cabo pruebas multidimensionales del rendimiento NVH del motor, lo que reduce significativamente los problemas de calidad del producto y garantiza la calidad del motor antes de la entrega. Desde diciembre de 2024 hasta la actualidad, se han probado aproximadamente decenas de miles de motores, y el rendimiento de la primera pasada de los motores probados se mantuvo por encima del 99,5 %. La recopilación y el análisis de estos datos demuestran plenamente la confiabilidad de la calidad del motor de ascensor NIDEC y la importancia de desarrollar este software de prueba de rendimiento FFT del motor.

Finalmente, desde la interpretación del principio NVH, la introducción de innovaciones, la adquisición de datos de alta velocidad, el análisis de parámetros multidimensionales hasta las pruebas masivas de productos a gran escala, este sistema de análisis de formas de onda FFT rompe las limitaciones de las pruebas tradicionales. Ya sea para la inspección de calidad de la fábrica de motores, el monitoreo diario de operación y mantenimiento o el diagnóstico de fallas, puede brindar soporte de prueba detallado y completo, inyectando un nuevo impulso a las pruebas eficientes, seguras y confiables del rendimiento del motor en la industria de máquinas de tracción para ascensores.