در اين پايان نامه ابتدا عيوب الكتريكي و مكانيكي در ماشينهاي الكتريكي بررسي گرديده و عوامل به وجود آورنده و روشهاي رفع اين عيوب بيان شده است . به دنبال آن ، به كمك روش تابع سيم پيچي ماشين شبيه سازي و خطاي مورد نظر يعني خطاي سيم بندي استاتور به آن اعمال و نتايج مورد بررسي قرار داده شده است. پارامتر اصلي كه براي تشخيص خطا در اين پايان نامه استفاده كرده ايم ، جريان سه فاز استاتور در حالت سالم و خطادار ،تحت بارگذاري هاي مختلف خواهد بود.
در قسمت بعدي تئوري موجك و همچنين شبكه عصبي مورد بررسي قرار گرفته است . مادر اينجا از〖db〗_8 براي استخراج مشخصات سيگنال استفاده كرده ايم ، مهمترين دليلي كه براي استفاده از اين موجك داريم خاصيت متعامد بودن و پشتيباني متمركز سيگنال در حوزه زمان مي باشد. شبكه عصبي كه براي تشخيص خطا استفاده كرده ايم ، شبكه سه لايه تغذيه شونده به سمت جلو با الگوريتم آموزش BP و تابع فعاليت سيگموئيدي مي باشد . در فصل چهارم روش تشخيص خطاي سيم بندي استاتور در ماشين القايي بيان شده است كه به صورت تركيبي از آناليز موجك و شبكه عصبي لست. روند كلي تشخص خطا به اين صورت مي باشد كه ابتدا از جريان استاتور ماشين در حالت سالم و همچنين تحت خطاهاي مختلف كه در فصل دوم بدست آورده ايم استفاده شده و تبديل موجك بروي آن اعمال گرديده است.سپس با استفاده از ضرايب موجك مقادير انرژي در هر مقياس استخراج و به عنوان ورودي شبكه عصبي جهت آموزش دادن آن براي تشخيص خطاي سيم بندي استاتور مورد استفاده قرار گرفته است. در نهايت به كمك داده هاي تست، صحت شبكه مذكور مورد بررسي قرار داده شده است. در نهايت نتيجه گيري و پيشنهادات لازم بيان گرديده است.

چکيده........................................................................................................................................................1
مقدمه..........................................................................................................................................................2
فصل اول: بررسي انواع خطا در ماشينهاي القايي و علل بروز و روشهاي تشخيص آنها
1-1-مقدمه................................................................................................................................................3
1-2-بررسي انواع تنشهاي وارد شونده بر ماشين القايي..............................................................................4
1-2-1-تنشهاي موثر در خرابي استاتور.....................................................................................................4
1-2-2- تنشهاي موثر در خرابي روتور.....................................................................................................5
1-3- بررسي عيوب اوليه در ماشينهاي القايي.............................................................................................8
1-3-1- عيوب الکتريکي اوليه در ماشينهاي القايي....................................................................................10
1-3-2- عيوب مکانيکي اوليه در ماشينهاي القايي......................................................................................17
فصل دوم: مدلسازي ماشين القايي با استفاده از تئوري تابع سيم پيچ
2-1-تئوري تابع سيم پيچ..........................................................................................................................21
2-1-1-تعريف تابع سيم پيچ.....................................................................................................................21
2-1-2-محاسبه اندوکتانسهاي ماشين با استفاده از توابع سيم پيچ..............................................................26
2-2-شبيه سازي ماشين القايي..................................................................................................................29
2-2-1- معادلات يک ماشين الکتريکي باm سيم پيچ استاتور و n سيم پيچ روتور...................................32
2-2-1-1-معادلات ولتاژ استاتور.............................................................................................................32
2-2-1-2- معادلات ولتاژ روتور..............................................................................................................33
2-2-1-3- محاسبه گشتاور الکترومغناطيسي.............................................................................................35
2-2-1-4- معادلات موتور القاي سه فاز قفس سنجابي در فضاي حالت...................................................36
2-3- مدلسازي خطاي حلقه به حلقه و خطاي کلاف به کلاف..................................................................44
فصل سوم: آناليز موجک و تئوري شبکه هاي عصبي
3-1-تاريخچه موجک ها...........................................................................................................................54
3-2-مقدمه اي بر خانواده موجک ها.........................................................................................................54
3-2-1-موجک هار...................................................................................................................................55
3-2-2- موجک دابيشز..............................................................................................................................55
3-2-3- موجک کوايفلت..........................................................................................................................56
3-2-4- موجک سيملت............................................................................................................................56
3-2-5- موجک مورلت.............................................................................................................................56
3-2-6- موجک مير...................................................................................................................................57
3-3- کاربردهاي موجک.........................................................................................................................57
3-4- آناليز فوريه.....................................................................................................................................58
3-4-1- آناليز فوريه زمان-کوتاه..............................................................................................................58
3-5-آناليز موجک....................................................................................................................................59
3-6- تئوري شبکه هاي عصبي.................................................................................................................69
3-6-1- مقدمه..........................................................................................................................................69
3-6-2- مزاياي شبکه عصبي....................................................................................................................69
3-6-3-اساس شبکه عصبي.......................................................................................................................69
3-6-4- انواع شبکه هاي عصبي................................................................................................................72
3-6-5-آموزش پرسپترونهاي چند لايه......................................................................................................76
فصل چهارم:روش تشخيص خطاي سيم بندي استاتور در ماشين القايي(خطاي حلقه به حلقه)
4-1- اعمال تبديل موجک.........................................................................................................................79
4-2- نتايج تحليل موجک..........................................................................................................................81
4-3- ساختار شبکه عصبي.........................................................................................................................94
فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات..
نتيجه گيري.........................................................................................................................................................97
پيشنهادات..................................................................................................................................................98
پيوست ها..................................................................................................................................................99
منابع و ماخذ
فارسي....................................................................................................................................................100
منابع لاتين...............................................................................................................................................101
چكيده لاتين............................................................................................................................................105


شکل1-1 : موتور القايي با ساختار مجزا شده از هم......................................................................9
شکل1-2: شماي قسمتي از موتور و فرکانس عبور قطب........................................................................10
شکل1-3: (الف) اتصال کوتاه کلاف به کلاف بين نقاط b وa (ب) خطاي فاز به فاز..........................15
شکل2-1: برش از وسيله دو استوانه اي با قرارگيري دلخواه سيم پيچ در فاصله هوايي.............................22
شکل2-2: تابع دور کلاف متمرکز باN دور هادي مربوط به شکل2-1......................................................23
شکل2-3: تابع سيم پيچي کلاف متمرکز N دوري مربوط به شکل2-1.....................................................25
شکل 2-4: ساختار دو سيلندري با دور سيم پيچA وB.............................................................................26
شکل2-5: تابع دور کلاف 'BB شکل2-................................................................. ...............................27
شکل2-6:(الف) تابع دور فازa استاتور (ب) تابع سيم پيچي فازa استاتور............................................30
شکل2-7: تابع سيم پيچي حلقه اول روتور.............................................................................................30
شکل2-8(الف) اندوکتانس متقابل بين فازA استاتور و حلقه اول روتور (ب) مشتق اندوکتانس متقابل بين فازa استاتور و حلقه اول روتور نسبت به زاويه ....................................................................................31
شکل2-9: شکل مداری در نظر گرفته شده برای روتور قفس سنجابی ...................................................34
شکل 2-10: نمودار جريان (الف) فازa (ب)فازb (ج) فازc استاتور در حالت راه اندازي بدون بار.....41
شکل2-11: (الف) نمودار سرعت موتور در حالت راه اندازي بدون بار(ب) نمودار گشتاور الکترومغناطيسي موتور در حالت راه اندازي بدون بار........................................................................................................42
شکل2-12: نمودار جريان (الف) فازa (ب) فازb (ج) فازC استاتور در حالت دائمي بدون بار.......43
شکل2-13: فرم سيم بندي استاتور وقتي که اتصال کوتاه داخلي اتفاق افتاده است (الف) اتصال ستاره (ب) اتصال مثلث ............................................................................................................................... 45
شکل2-14: تابع دور، فازD در حالت خطاي حلقه به حلقه (الف) 35دور (ب) 20دور ج) 10دور..................................................................................................................................................48
شکل2-15: تابع سيم پيچي فازD در خطاي حلقه به حلقه (الف)35دور (ب)20دور (ج) 10دور..................................................................................................................................................48
شکل2-16: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بين فازC و حلقه اول روتور (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بين فاز C و حلقه اول روتور نسبت به زاويه ........................................................................................48
شکل2-17: (الف)تابع اندوکتانس متقابل بين فازD و حلقه اول روتور (ب) تابع مشتق اندوکتانس متقابل بين فاز D و حلقه اول روتور نسبت به زاويه..........................................................................................49
شکل2-18: نمودار جريان استاتور (الف) فازa (ب)فازb (ج) فازC در خطاي 10 دور در حالت راه اندازي بدون بار ...............................................................................................................................50
شکل2-19: نمودار جريان استاتور (الف) فازa (ب) فازb (ج) فازC در خطاي 35 دور در حالت راه اندازي بدون بار ...............................................................................................................................51
شکل2-20: (الف) گشتاور الکترو مغناطيسي در خطاي 10دور (ب) خطاي 35 دور .............................52
شکل2-21: نمودار سرعت موتور در خطاي حلقه به حلقه (35دور) .......................................................52
شکل2-22:نمودار جريان استاتور (الف) فازa (ب) فازb ( ج) فازC درخطاي (35دور) در حالت دائمي بدون بار ............................................................................................................................53
شکل3-1:(الف) تابع موجک هار Ψ (ب) تابع مقياس هار φ ...............................................................55
شکل3-2: خانواده تابع موجک دابيشزΨ ................................................................................................55
شکل3-3: (الف) تابع موجک کوايفلت Ψ (ب) تابع مقياس کوايفلت φ ............................................ 56
شکل3-4: (الف) تابع موجک سيملت Ψ (ب) تابع مقياس سيملت φ ..............................................56
شکل3-5: تابع موجک مورلت Ψ ..........................................................................................................57
شکل3-6: (الف) تابع موجک مير Ψ (ب) تابع مقياس مير φ ............................................................57
شکل3-7: تبديل سيگنال از حوزه زمان-دامنه به حوزه فرکانس-دامنه با آناليز فوريه ..............................58
شکل3-8: تبديل سيگنال از حوزه زمان- دامنه به حوزه زمان –مقياس با آناليز موجک ...........................59
شکل3-9: (الف) ضرايب موجک (ب) ضرايب فوريه ....................................................................60
شکل3-10: اعمال تبديل فوريه بروي سيگنال و ايجاد سيگنالهاي سينوسي در فرکانسهاي مختلف............61
شکل3-11: اعمال تبديل موجک بروي سيگنال .....................................................................................61
شکل3-12: (الف) تابع موجک Ψ ب) تابع شيفت يافته موجک φ ................................................62
شکل3-13: نمودار ضرايب موجک.........................................................................................................63
شکل3-14: ضرايب موجک هنگامي که از بالا به آن نگاه شود ...............................................................63
شکل3-15: مراحل فيلتر کردن سيگنال S .............................................................................................65
شکل3-16: درخت آناليز موجک ...........................................................................................................66
شکل 3-17:درخت تجزيه موجک ..........................................................................................................66
شکل3-18: باز يابي مجدد سيگنال بوسيله موجک ...................................................................................67
شکل3-19: فرايند upsampling کردن سيگنال ....................................................................................67
شکل 3-20: سيستم filters quadrature mirror .........................................................................67
شکل 3-21: تصوير جامعي از مرفولوژي نرون منفرد .............................................................................70
شکل3-22: مدل سلول عصبي منفرد ......................................................................................................71
شکل3-23: ANN سه لايه ....................................................................................................................71
شکل3-24: منحني تابع خطي .................................................................................................................73
شکل3-25: منحني تابع آستانه اي ........................................................................................................73
شکل3-26: منحني تابع سيگموئيدي ......................................................................................................74
شکل3-27: پرسپترون چند لايه ..............................................................................................................75
شکل3-28: شبکه عصبي هاپفيلد گسسته(ونگ و مندل،1991) ......75
شکل 4-1: ساختار کلي تشخيص خطا ...................................................................................................79
شکل4-2: ساختار کلي پردازش سيگنال در موجک .................................................................................81
شکل4-3: تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (35دور) با〖db〗_8 در بی باری .....82
شکل4-4: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (20دور) با〖db〗_8 در بی باری .....82
شکل4-5: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار (10دور) با〖db〗_8 در بی باری ..........83
شکل4-6: : تحليل جريان استاتور درحالت سالم با〖db〗_8 در بی باری ......83
شکل4-7: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(35دور)با〖db〗_8 در بارداری ........84
شکل4-8: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(20دور)با〖db〗_8 در بارداری .....84
شکل4-9: : تحليل جريان استاتور درحالت خطادار(10دور)با〖db〗_8 در بارداری .....85
شکل4-10:تحليل جريان استاتور در حالت سالم با〖db〗_8 در بارداری ...85
شکل4-11: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 35دور)در بی باری با〖db〗_8…...86
شکل4-12: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 20 دور)در بی باری با…...….87.
شکل4-13: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين خطادار(با خطای 10دور)در بی باری با〖db〗_8…...88
شکل4-14: ضرايب موجک برای جريان استاتور ماشين سالم در بی باری با〖db〗_8 ...................................89
شکل4-15: نمای شبکه عصبی ..............................................................................................................94
شکل4-16: خطای train کردن شبکه عصبی ........................................................................................95

جدول4-1 : انرژي ذخيره شده در ماشين سالم .......................................................................................90
جدول 4-2: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (10 دور) ................................................................91
جدول 4-3: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (20 دور) .............................................................. .92
جدول 4-4: انرژي ذخيره شده در ماشين خطا دار (35 دور) ............................................................... 93
جدول4-5: نمونه هاي تست شبکه عصبي ........................................................................................... 96