Einsatz aktiver Magnetlager zur modellbasierten Fehlerdiagnose in einer Kreiselpumpe (Forschungsberichte Mechatronik & Maschinenakustik)Martin Aenis
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Herkömmliche Diagnosesysteme in Turbomaschinen basieren überwiegend auf den gemessenen Ausgangssignalen des rotierenden Systems, d. h. Beschleunigung, Geschwindigkeit oder Verschiebungen. Mit mechatronischen Ansätzen bieten sich durch die Integration von Hardware und Software neue Möglichkeiten für die Fehlerdiagnose. Ein Weg ist der Einsatz von aktiven Magnetlagern. Mit Hilfe der Magnetlager lassen sich nicht nur die Ausgangsgrößen, sondern zusätzlich die Eingangsgrößen, also die Lagerkräfte, messen. Im Besonderen ermöglichen sie es durch gezielte Anregung das Systemverhalten in Form von Übertragungsfunktionen zu bestimmen.
Um die entwickelte Methode der modellbasierten Fehlerdiagnose demonstrieren und validieren zu können, wurde eine Versuchsanlage einer aktiv magnetgelagerten einstufigen Kreiselpumpe konstruiert und realisiert.
Bedeutende Ergebnisse dieser Arbeit stellen die gemessenen Übertragungsfunktionen des Systems während des regulären Betriebs der Pumpe dar. Unterschiedliche in das System eingebrachte Fehler lassen sich deutlich anhand der Änderung dieser Funktionen erkennen.
Über die rein aus Messungen basierende Erkennung von im System auftretenden Fehlern hinaus, ist eine auf physikalischen Modellen basierende Fehleridentifikation entwickelt worden, womit schließlich eine gesicherte Diagnose der Fehler möglich ist.
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