Tools

Site ExplorerSite Explorer
Close site explorer

Имитационная модель сохраняет двигатели

24 февраля 2017 г.

Имитационная модель сохраняет двигатели

Перегрев может повредить электродвигатели. Новый симулятор контролирует работу и уведомляет пользователей, если двигатель приближается к предельной температуре, тем самым повышая срок эксплуатации.

Перегрев может повредить электродвигатели. Это особенно справедливо для больших приводов, у которых винты подвергаются высоким термическим нагрузкам во время работы. Вот почему необходимо контролировать температуру вращающихся роторов. Но поскольку такие измерения очень сложны - или даже невозможны, проблему помогают решить цифровые инструменты.

Эффективность использования больших приводов теперь повышается благодаря новому симулятору, который моделирует их внутреннюю температуру. Речь идет о явнополюсных электродвигателях - больших машинах, используемых в газовой, нефтяной и химической промышленности, которые часто перекачивают большие объемы жидкостей. При включении таких двигателей, они кратковременно генерируют большое количество тепла. При последовательном многократном включении их внутренняя температура достигает такого высокого уровня, что возможно повреждение. Именно поэтому большие приводы должны долго охлаждаться перед повторным включением. Поскольку температуру в критических зонах внутри двигателя нельзя прямо измерить, продолжительность времени охлаждения машины можно оценить только опосредованно. Эксперты обычно включают запас прочности для защиты привода от поломки. Часто машины охлаждаются приблизительно 12 часов - гораздо больше, чем необходимо на самом деле. Операторы несут значительные связанные финансовые потери.

Но помощь уже близко, благодаря новому симулятору, разработанному Siemens Corporate Technology. Во время работы двигателя новая система вычисляет температуру двигателя с максимальной точностью, приближенной к прямому измерению. В результате, операторы могут точно рассчитать время охлаждения.

Имитационная модель сохраняет двигатели
Динамика температуры в демонстрационной модели. Тренажер рассчитывает динамику температуры в режиме реального времени (зеленая кривая). Синяя кривая прогнозирует, как температура будет меняться в будущем, если двигатель будет работать при той же нагрузке после включения.

Настольный демонстратор показывает, как работает тренажер. Система включает вал, соединяющий два маленьких электромотора. Левый мотор тормозит правый для создания непрерывной нагрузки. В то время как датчики измеряют температуру на внешней поверхности двигателя, система также фиксирует данные о времени работы и нагрузке. Тренажер использует входные параметры и математическую модель двигателя для расчета температуры внутри правого мотора и прогноза дальнейших изменений температуры.

Сочетание инженерного ноу-хау и интеллектуального анализа данных

Особенностью тренажера является его скорость, позволяющая показать динамику температуры в режиме реального времени. Это стало возможным благодаря многолетним инженерным ноу-хау, выраженных в математических моделях двигателя, которые используются в процессе разработки двигателей и учитывают точные геометрические параметры и свойства материалов двигателя. Тем не менее, эти модели настолько обширны и сложны, что они, как правило, не могут использоваться для расчетов в режиме реального времени. Исследователям Siemens удалось использовать математические методы сокращения для создания не таких сложных, но достаточно значимых абстрактных моделей.