Исследователь Свейнунг Аттестог показывает в новом исследовании, как мы можем быстрее обнаруживать неисправности в машинах, которые широко используются в ветряных турбинах и электромобилях. Это то, что может окупиться для потребителей электроэнергии и владельцев автомобилей.

«Эффективный мониторинг и диагностика неисправностей электрических машин ветряных турбин и электромобилей может сделать их эксплуатацию более доступной и способствовать повышению безопасности эксплуатации и обслуживания», — говорит Аттестог.

Работает стажером в Agder Energi. Недавно он получил докторскую степень в Университете Агдера (UiA). Его диссертация посвящена поиску и устранению неисправностей электродвигателей при различных скоростях и нагрузках.

Моделирование и диагностика неисправностей с использованием искусственного интеллекта являются ключевыми словами в его диссертации. Но исследования также практически обоснованы. Математические модели были протестированы в лаборатории Агдерского университета.

Электрические машины, такие как двигатели или генераторы, играют ключевую роль в электромобилях, ветряных турбинах и многих других продуктах.

«Я рассмотрел, как эффективно устранять неполадки в электродвигателях и генераторах, которые преобразуют механическую и электрическую энергию , таких как электромобили и ветряные турбины», — говорит Аттестог.

Изучаемый им двигатель популярен, поскольку занимает сравнительно мало места, но при этом обладает высоким КПД и большим крутящим моментом. С технической точки зрения он называется синхронным двигателем с постоянными магнитами (PMSM).

Более эффективный мониторинг

Сегодня мониторинг и проверки во многом проходят по календарю. Оборудование проверяется, когда предполагается, что оно нуждается в обслуживании или замене. Автомобиль проверяют, например, раз в два года, а ветряк каждый год.

Но теперь исследователи, такие как Attestog, стремятся найти решения, которые не зависят от календаря, которые могут быстро обнаруживать износ и устранять проблемы, чтобы избежать несчастных случаев.

«Чем раньше мы обнаруживаем ошибки, тем легче с ними бороться. И водителям, и потребителям электроэнергии важно, чтобы двигатель электромобиля и генератор ветряной турбины работали оптимально», — говорит Аттестог.

Автомобильные дилеры и электроэнергетические компании также заинтересованы в том, чтобы машины и ветряные турбины работали наилучшим образом.

Короткое замыкание, износ

Неисправности в двигателе обычно вызваны неправильным использованием или износом. Короткие замыкания являются частыми неисправностями.

«Для раннего обнаружения неисправностей необходимы мониторинг и эффективные схемы диагностики. Это обеспечит безопасную работу, ускорит техническое обслуживание оборудования и сократит время простоя и затраты», — говорит Аттестог.

Техническое обслуживание

Все машины должны регулярно обслуживаться , особенно оборудование, которое регулярно используется, и оборудование, которое постоянно подвергается воздействию суровых погодных условий.

Например, морские ветряные турбины подвергаются воздействию суровых погодных условий и соленой воды . Электромобили ездят по засоленным зимним дорогам, что вызывает коррозию транспортных средств.

Двигатель также подвержен нагрузкам и износу в зависимости от скорости и мощности, с которыми он работает.

Более быстрые решения

Это один из наиболее важных вкладов в диссертацию Аттестога:

• Разработаны и протестированы два решения, которые находят неисправности двигателя быстрее, чем раньше.
• Разработан и протестирован новый метод искусственного интеллекта для поиска неисправностей вне зависимости от скорости и нагрузки на двигатель.
• Упрощенный мониторинг двигателя за счет использования меньшего количества оборудования и уменьшения количества датчиков с 12 до 2.

«Преимущество искусственного интеллекта заключается в том, что мы можем обнаруживать неисправности, не зная деталей мощности и производительности двигателя», — говорит исследователь.

Искусственный интеллект решает проблемы

Синонимами искусственного интеллекта в этом контексте являются машинное обучение и обучение с подкреплением.

При расчете того, как должен работать двигатель, исследователь начинает с большего количества данных о двигателе, работающем без неисправностей, чем с неисправностями. Но искусственный интеллект решает эту проблему, которую исследователи называют несбалансированными наборами данных.

«Проще говоря, я запрограммировал его так, чтобы искусственный интеллект вознаграждался за обнаружение ошибок. Вот почему искусственный интеллект уделяет особое внимание ошибкам и учится их обнаруживать», — говорит Аттестог.