Умни електромотори-сензори ще се самодиагностицират и ще комуникират помежду си

Инженерен екип от Университета Саарланд в Германия е разработил интелигентни електромотори, които могат да се самодиагностицират без нужда от допълнителни сензори. Това става възможно, като самите миниатюрни електродвигатели се превръщат в сензори, обясняват учените.

"Работим по нов ключов тип сензор – самият електромотор. Направихме възможно извличането на данни от мотора и използването им в управлението му, както и за мониторинг и контрол на свързаните с работата му процеси", допълва проф. Матиас Ниенхаус, ръководител на изследователския екип.

Умните електромотори изпращат информация към микроконтролер
дали работят безпроблемно или е налице някаква неизправност. В зависимост от получените данни, микроконтролерът реагира като изпраща обратно команда към мотора дали да спре или да продължи работата си. В допълнение, интелигентните задвижващи системи, проектирани от учените, могат да комуникират с други електромотори.

На базата на данните, извлечени от електромотора по време на работата му, Ниенхаус и екипът му могат да определят какво е състоянието на задвижващата система и дали тя функционира нормално – задача, за чието изпълнение в други системи биха били необходими различни типове сензори. "Проучваме как данните от измерванията, извършени от самия електромотор, кореспондират с различните му режими и състояния и как дадени параметри се променят, когато моторът не работи изправно", пояснява ръководителят на екипа.

Събирането на информация от мотора
по време на изправната му работа е изключително важно за целите на експерименталната технология –колкото повече данни са налице, толкова по-ефективно може да бъде управляван електромоторът в бъдеще, добавят инженерите от Саарланд. Те анализират информацията, за да идентифицират определени модели в сигналите, изпращани от двигателя към микроконтролера, които могат да бъдат разчетени като признак за неизправност, износване и т. н. Екипът разработва математически модели, които симулират различните режими на работа на електромотора, поведението му при различни неизправности, както и при различни степени на износване.

Самият метод за събиране на информация от мотора по време на работата му никак не е сложен. Учените наблюдават прецизното разпределение на интензитета на магнитното поле в електродвигателя и регистрират промените при въртенето му. На тази база може да бъде точно изчислена позицията на ротора и да се направят други изводи за състоянието на мотора.

Интелигентните самодиагностициращи се мотори
могат да бъдат свързани помежду си в мрежа и да образуват интегриран комплекс, който е лесен за поддръжка и с гарантирана висока ефективност и производителност. Учените от Университета в Саарланд обмислят и иновативна концепция за система от умни електромотори, в която даден мотор автоматично поема функциите на друг, ако при втория е налице и бъде регистрирана неизправност.

Проф. Ниенхаус и екипът му понастоящем тестват набор от различни методологии за събиране и анализ на данните за състоянието на мотора, за да открият най-успешните. Изследователите търсят диапазон от скорости на въртене на електромотора, при който се получават най-добри резултати, както и конкретен тип мотор, който е най-подходящ за целите на технологията.
Крайната цел на екипа е

пазарна реализация на концепцията за интелигентни електромотори-сензори
които да бъдат използвани в различни производствени процеси и съоръжения. Сред предимствата, които технологията обещава, са висока гъвкавост и разходна ефективност, както и възможности на базата на умните мотори да бъдат изградени интелигентни машини и оборудване, които също да се самодиагностицират.