انتشار فراخوان دستیابی به دانش فنی ساخت موتور‌های الکتریکی

به گزارش خبرگزاری صداوسیما، به نقل از مرکز  اطلاع‌رسانی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری، بنیاد ملی علم ایران در حمایت از پژوهش شرکت‌های دانش‌بنیان، نیاز‌های پژوهشی پرریسک این شرکت ها را از طریق سامانه کایپر بنیاد ملی علم ایران به این نهاد اعلام می‌شود و پس از بررسی و داوری‌های لازم، فراخوان پژوهش‌های شرکت‌های دانش‌بنیان به پژوهشگران و محققان اعلام می‌شود.

از آن‌جا که چالش‌های خرابی و تعمیرات موتور‌ها در صنایع مختلف مانند نفت، گاز، نیروگاه‌ها، خودروسازی و سایر صنایعی که عملکردشان وابسته به عملکرد صحیح موتور‌های الکتریکی است، مشاهده می‌شود، نتایج حاصل از این طرح می‌تواند در تشخیص خطای موتور‌ها در صنایع مختلف، بسیار کاربردی باشد.

هدف از این طرح دست‌یابی به فناوری تشخیص بی‌درنگ خطای موتور و در حین عملکرد طبیعی آن در مراحل اولیه ایجاد خطا و پیش‌بینی خطا در آینده است.

با توجه به کاربرد گسترده موتور‌های الکتریکی در صنایع مختلف نظیر خودروسازی، صنایع نفت و گاز، نیروگاه‌ها و ... و چالش‌های متعدد در تعمیر و نگهداری این تجهیزات، سالانه هزینه‌های بسیاری به دلیل از کار افتادن خط تولید و تعمیر این تجهیزات پرداخت می‌شود؛ لذا تشخیص به موقع خطا‌های الکتریکی و مکانیکی موتور‌های الکتریکی می‌تواند هزینه‌ها را به شدت کاهش دهد و با هزینه بسیار اندک نسبت به راه‌اندازی مجدد سیستم، در زمان کوتاه‌تری اقدام کرد و از بروز خسارات جدی به موتور جلوگیری به عمل آورد. عدم تشخیص خطا در زمان مناسب، می‌تواند خسارات جبران‌ناپذیری را به تجهیزات وارد کند و گاهی آسیب‌های جدی نظیر آتش‌سوزی را در پی دارد.

در حال حاضر این سامانه های نظارت در کشور‌هایی نظیر سوئیس، آلمان، آمریکا و ... تولید می‌شوند، ولی نمونه‌ای که آنالیز بلادرنگ موتور‌های القایی را داشته باشد در حال حاضر در کشور وجود ندارد.

در راستای پاسخگویی به نیاز صنایع خودروسازی، معدنی، نیروگاه‌ها، صنایع نفت و گاز و سایر صنایع بهره‌بردار از موتور‌های القایی در سامانه های پایش موتور‌های مربوط به سبد محصولات فناورانه شرکت‌های دانش‌بنیان، نیاز به پژوهش در این حوزه و ساخت این محصول بیش از پیش احساس می‌شود.

شرکت متقاضی سامانه های پایش موتور‌های القایی، یک شرکت دانش‌بنیان فعال در زمینه برق و الکترونیک، فوتونیک، مخابرات و سامانه های خودکار است و از محصولات دانش بنیان آن می‌توان به حسگرهای چاپی، ابر خازن، هیتر خودتنظیم‌شونده، هیتر فلکسیبل و الکترود مس-کبالت اشاره کرد.

تمامی صنایعی که در بخش‌های مختلف خود از موتور‌های الکتریکی القایی استفاده می‌کنند، ریسک بالایی را در مواجهه با خطرات ناشی از خرابی موتور‌های خود متحمل می‌شوند، لذا می‌توان این صنایع را به عنوان بازار هدف در نظر گرفت. البته طیف وسیعی از موتور‌ها با توان‌های مختلف در این صنایع به کار برده می‌شود که هدف این طرح در نظر گرفتن بخش محدودی از آن‌ها با توان مشخص می‌باشد و پس از رسیدن به دانش فنی و تولید آن، گسترش این سیستم‌های پایش برای انواع دیگر موتور‌ها خواهد بود.

این سامانه های پایش از دو قسمت سخت‌افزار و نرم‌افزار تشکیل شده‌اند؛ توسعه بخش سخت‌افزار، با طراحی و ساخت دستگاه و تعبیه حسگر‌ها انجام خواهد گرفت. اما قسمت چالش‌برانگیز پروژه، توسعه نرم‌افزار خواهد بود.

برای این کار به تعداد زیادی داده نیاز است که این داده‌ها از طریق داده واقعی و داده‌های حاصل از مدل‌سازی تأمین خواهند شد؛ لذا لازم است تا یک آزمایشگاه با تعدادی موتور خطادار در دسترس باشد تا بتوان از داده آن‌ها استفاده کرد. همچنین اکثر داده‌های مورد نیاز از مدل استخراج خواهند شد و دست‌یابی به یک مدل مناسب یکی از مهم‌ترین بخش‌های پروژه خواهد بود.

در نهایت، هدف، دست‌یابی به یک سیستم پایش موتور‌های القایی خواهد بود که بتواند خطای موتور‌ها را در حین عملکرد طبیعی موتور پیش‌بینی کند. نوع خطای مورد بررسی در این طرح، خطای میله شکسته در رتور، خطای ناهم‌محوری رتور، خطای سیم‌پیچ استاتور و رتور در ماشین القایی رتور سیم‌پیچی شده، خطای بلبرینگ و خطای لقی در ماشین القایی هستند و هدف این است که هم نوع خطا و هم محل خطا تشخیص داده شود. شاخص خطا می‌بایست در طرح مدنظر قرار گیرد، نوع بار مورد بررسی از نوع استاتیک، تشخیص خطا به صورت منفرد و تکی، موتور مورد بررسی از نوع سه‌فاز و موتور‌های بدون اینورتر و همچنین با اینورتر مد نظر خواهد بود.

چالش‌های نیاز فناورانه، مهم‌ترین چالش این طرح، به‌دست آوردن تعداد بسیار زیادی داده صحیح است به گونه‌ای که از این داده‌ها برای آموزش نرم‌افزار مورد نظر استفاده شود.

دست‌یابی به این داده‌ها از دو طریق تجربی و مدل‌سازی انجام می شودکه دسترسی به تعداد زیادی موتور معیوب که بتوان از اطلاعات و داده‌های آن‌ها استفاده کرد، کاری مشکل و غیرعملی است، لذا ارائه یک مدل مناسب که تخمین نزدیک به واقعیت داشته باشد، به عنوان یک راهکار برای دست‌یابی به تعداد زیادی داده صحیح مطرح می‌شود.

فراهم کردن چنین مدل پیچیده‌ای، طراحی معماری مدل و تنظیم پارامتر‌های مدل برای افزایش دقت، چالشی اساسی در این طرح خواهد بود.

با توجه به اینکه حسگر‌های متعددی در این دستگاه مورد استفاده قرار خواهد گرفت، روش‌ها و الگو‌های الگوریتم هوشمند برای پردازش و تشخیص خطا به کمک انواع مختلف حسگر‌ها در حضور انواع خطا، کار پیچیده‌ای است و نیاز به مطالعات عمیق در این حوزه دارد.

با توجه به اینکه این دستگاه را می‌توان برای توان‌های مختلفی از موتور‌های در حال کار استفاده نمود، حفاظت و جلوگیری از تداخلات الکترومغناطیسی (EMI) نیاز به تحقیقات به روز در این حوزه خواهد داشت.

تمام افراد واجد شرایط تا ۲۲ دی فرصت دارند که پرونده های  خود را از طریق سامانه کایپر برای بنیاد ملی علم ایران ارسال کنند.

پژوهش پیشنهاد شده تا سقف ۸۰ درصد، حداکثر دو میلیارد تومان، توسط بنیاد ملی علم ایران حمایت خواهد شد. بدیهی است که مابقی هزینه‌ها باید توسط شرکت متقاضی پژوهش تامین شود. در صورت هرگونه سوال می‌توانید با کارگروه دانش‌بنیان با ایمیل m.amini@insf.org و شماره تلفن ۰۲۱۸۲۱۶۱۱۲۱ تماس بگیرید.