Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fault diagnosis of electrical faults of three-phasei nduction motors using acoustic analysis

Glowacz Adam, Sulowicz Maciej, Kozik Jarosław, Piech Krzysztof, Glowacz Witold, Li Zhixiong, Brumercik Frantisek, Gutten Miroslav, Korenciak Daniel, Kumar Anil, Lucas Guilherme Beraldi, Irfan Muhammad, Caesarendra Wahyu, Lui Hui

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 1

art. no. e148440

EN

Fault diagnosis techniques of electrical motors can prevent unplanned downtime and loss of money, production, and health. Various parts of the induction motor can be diagnosed: rotor, stator, rolling bearings, fan, insulation damage, and shaft. Acoustic analysis is non-invasive. Acoustic sensors are low-cost. Changes in the acoustic signal are often observed for faults in induction motors. In this paper, the authors present a fault diagnosis technique for three-phase induction motors (TPIM) using acoustic analysis. The authors analyzed acoustic signals for three conditions of the TPIM: healthy TPIM, TPIM with two broken bars, and TPIM with a faulty ring of the squirrel cage. Acoustic analysis was performed using fast Fourier transform (FFT), a new feature extraction method called MoD-7 (maxima of differences between the conditions), and deep neural networks: GoogLeNet, and ResNet-50. The results of the analysis of acoustic signals were equal to 100% for the three analyzed conditions. The proposed technique is excellent for acoustic signals. The described technique can be used for electric motor fault diagnosis applications.

2

Automatyka zabezpieczeniowa silników średniego napięcia z funkcjami predykcji uszkodzeń

Sajewicz Dariusz, Radziszewski Mariusz

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2023

|

R. 91, nr 9

19--21

PL

Przyczyny usterek silnika i napędu nie ograniczają się tylko do jednej dziedziny techniki. Zarówno mechaniczne, jak i elektryczne usterki mogą doprowadzić do awarii silnika, a więc odpowiednia wiedzy decyduje o poprawie niezawodności działania silnika a jego kosztownym przestojem. W artykule scharakteryzowano wybrane uszkodzenia silników oraz przedstawiono opracowane w ramach prac badawczych zabezpieczenie silnika średniego napięcia, które umożliwia predykcję uszkodzenia: klatek wirnika i stopnia jego degradacji, łożysk oraz sprzęgu silnika z maszyną napędzaną. W artykule przedstawiono wyniki prac badawczo-rozwojowych przeprowadzonych w firmie Elektrometal Energetyka nad zabezpieczeniami predykcyjnymi silników SN opartymi na analizie zdudnień.

EN

The causes of engine and drive malfunctions are not limited to just one area of technology. Both mechanical and electrical faults can lead to engine failure, so having the right knowledge determines the improvement of the reliability of engine operation versus its costly downtime. The article characterizes selected motor faults and presents the medium-voltage motor protection developed as part of the research work, which allows prediction of the following faults: rotor cages and the degree of degradation, bearings and the coupling of the motor to the driven machine. The article presents the results of research and development work carried out at Elektrometal Energetyka S.A. on predictive protections for medium-voltage motors based on the analysis of ripple.

3

Real time implementation of fuzzy logic based direct torque control of three phase induction motor

Aoufi Ahmed, Bourek Amor, Ghadbane Ismail

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 2

100--103

EN

Torque by means the space vector modulation (DTC-SVM) technique using a fuzzy logic controller and applied to the induction drive powered by a two-level inverter. Direct torque control (DTC) is used to achieve torque decoupling fuzzy regulation and space vector modulation in order to keep torque ripple and flux to a minimum. This paper uses a DTC-SVM method based on fuzzy logic controllers to overcome the limitation of DTC-SVM based PI controllers, such as sensitivity to machine parameter variation and external disturbance. In the end, the feasibility and effectiveness of the suggested methods are experimentally confirmed Validation with a real-time Matlab / Simulink program DSpace-based interface1104.

PL

Moment obrotowy za pomocą techniki modulacji wektora przestrzennego (DTC-SVM) z wykorzystaniem sterownika logiki rozmytej i zastosowany do napędu indukcyjnego zasilanego przez dwupoziomowy falownik. Bezpośrednie sterowanie momentem obrotowym (DTC) służy do uzyskania rozmytej regulacji z odsprzęganiem momentu obrotowego i modulacji wektora przestrzennego w celu ograniczenia tętnienia i strumienia momentu obrotowego do minimum. W artykule wykorzystano metodę DTC-SVM opartą na sterownikach z logiką rozmytą w celu przezwyciężenia ograniczeń sterowników PI opartych na DTC-SVM, takich jak wrażliwość na zmiany parametrów maszyny i zakłócenia zewnętrzne. Ostatecznie wykonalność i skuteczność proponowanych metod jest potwierdzona eksperymentalnie Walidacja z programem czasu rzeczywistego Matlab / Simulink opartym na interfejsie DSpace1104.

4

Projekt laboratoryjnego falownika 3-fazowego sterowanego przy użyciu środowiska symulacyjnego PLECS

Downar-Zapolski Michał, Kasprowicz Andrzej

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 11

288--291

PL

W artykule zawarto przebieg procesu projektowania trójfazowego falownika napięcia, sterowanego z wykorzystaniem środowiska symulacyjnego PLECS. Przedstawiono etapy, począwszy od teoretycznych założeń i symulacji, kończąc na projekcie rzeczywistego modelu. Przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań zbudowanego falownika, które obejmowały współpracę układu z środowiskiem symulacyjnym PLECS oraz demonstrację praktycznego układu sterowania momentem i prędkością obrotową silnika indukcyjnego klatkowego. Wykorzystanie procesora LAUNCHXL-F28069M oraz środowiska PLECS pozwoliło na dużo łatwiejszą oraz bardziej intuicyjną implementację różnych metod sterowania energoelektronicznymi przemiennikami częstotliwości. Zaprojektowany falownik stanowi narzędzie do praktycznej implementacji nowych technik sterowania oraz jako układ o zastosowaniu w celach dydaktycznych.

EN

The article presents construction process of the three-phase voltage inverter, controlled with the use of the PLECS simulation environment. The work goes through theoretical assumptions and simulations to design of the real model. The results of the tests of the built inverter were presented, which included the cooperation of the system with the PLECS simulation environment and demonstrations of the practical torque and speed control system for a squirrel-cage induction motor. The use of the LAUNCHXL-F28069M processor and the PLECS environment allowed for a much easier and more intuitive implementation of various methods of controlling power electronic frequency converters. The designed inverter is a tool for the practical implementation of new control techniques and as a system for didactic purposes.

5

Park’s vector approach to detect broken rotor bars in saturated Induction motor

Abdellah Chaouch, Abderrahmane M.R Meflah, Amel Kheiter, mama Chouitek

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 8

219--223

EN

This paper deals with the problem of broken rotor bars fault diagnosis in saturated induction motor. Several techniques such as those based on vibration, axial leakage monitoring, zero-sequence component, negative sequence current, and motor current signature analysis have been used. However, these techniques do not take into account the effect of magnetic saturation. This paper presents a current Park’s Vector method for diagnosis in squirrel cage induction motor with the presence of magnetic saturation. The use of a current vector pattern trajectory and Modulus current spectrum analysis demonstrate that deformation of the Current Park’s Vector Pattern trajectory and the presence of new harmonics are indicators for predicting magnetic saturation and broken bars rotor fault. Our experimental results allow us to discriminate between the magnetic saturation in healthy and faulty squirrel cage induction motors.

PL

W artykule podjęto problematykę diagnostyki pękniętych prętów wirnika w nasyconym silniku indukcyjnym. Zastosowano kilka technik, takich jak oparte na drganiach, monitorowaniu upływu osiowego, składowej zerowej, składowej przeciwnej prądu i analizie sygnatur prądu silnika. Techniki te nie uwzględniają jednak wpływu nasycenia magnetycznego. W artykule przedstawiono aktualną metodę Parka Vector do diagnostyki silnika indukcyjnego klatkowego z obecnością nasycenia magnetycznego. Wykorzystanie trajektorii wektora prądu i analiza widma prądu modułowego pokazują, że deformacja trajektorii wzorca wektorowego Current Park i obecność nowych harmonicznych są wskaźnikami do przewidywania nasycenia magnetycznego i uszkodzenia wirnika z pękniętymi prętami. Nasze wyniki eksperymentalne pozwalają nam rozróżnić nasycenie magnetyczne w zdrowych i uszkodzonych silnikach indukcyjnych klatkowych.

6

Nonlinear robust ADRC control of induction machine

Kelam Saad, Chenafa Mohammed, Belkhiri Mohammed

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 3

209--215

EN

A robust control scheme is proposed for the induction motor speed tracking problem to overcome both parametric uncertainties and unmodelled dynamics. It is based on the augmentation of the well-known field oriented control (FOC) method of the induction machine controlled in the decoupled d-q model by an extended state observer which is designed to estimate the neglected uncertain terms combined with a PD Controller to ensure the convergence of the tracking errors. Furthermore, simulation results show that the proposed methodology is very efficient for both speed and flux tracking in the presence of uncertainties.

PL

Zaproponowano odporny schemat sterowania dla problemu śledzenia prędkości silnika indukcyjnego w celu przezwyciężenia zarówno niepewności parametrycznej jak i niemodelowanej dynamiki. Opiera się on na rozszerzeniu znanej metody sterowania zorientowanego na pole maszyny indukcyjnej sterowanej w odsprzężonym modelu d-q o rozszerzony obserwator stanu, który został zaprojektowany w celu oszacowania zaniedbanych niepewnych warunków w połączeniu z regulatorem PD w celu zapewnienia zbieżności błędów śledzenia. Ponadto, wyniki symulacji pokazują że proponowana metodologia jest bardzo skuteczna zarówno dla śledzenia prędkości jak i strumienia w obecności niepewności. (Nieliniowe wytrzymałe sterowanie ADRC maszyny indukcyjnej).

7

Mathematical modeling of starting modes and static characteristics of a wound-rotor induction motor in phase coordinates

Malyar Vasyl, Hamola Orest, Maday Volodymyr, Vasylchyshyn Ivanna

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 10

114--119

EN

The algorithms for calculating steady-state modes, static characteristics, and transients in an asynchronous drive based on a wound-rotor induction motor and a starter in a rotor circuit are presented. The calculation is based on a mathematical model of an induction motor that takes into account the saturation of the magnetic circuit. The electromagnetic processes are described by a nonlinear system of equations of electrical equilibrium composed in a fixed three-phase coordinate system, the coefficients of which are the differential inductances of the circuits. The steadystate modes and static characteristics are calculated by solving the boundary value problem using the continuation method in the parameter.

PL

Przedstawiono algorytmy obliczania trybów pracy w stanie ustalonym, charakterystyk statycznych i stanów nieustalonych w napędzie opartym na silniku indukcyjnym z wirnikiem fazowym i rozrusznikiem obwodu wirnikowego. Obliczenia oparte są na modelu matematycznym silnika indukcyjnego uwzględniającym nasycenie obwodu magnetycznego. Procesy elektromagnetyczne opisane są nieliniowym układem równań równowagi elektrycznej w ustalonym trójfazowym układzie współrzędnych, z indukcyjnościami różnicowymi obwodów jako współczynnikami. Tryby pracy w stanie ustalonym i charakterystyki statyczne oblicza się rozwiązując problem wartości granicznych metodą kontynuacji w parametrze.

8

Induction motor drive based on vector control technique and active power factor correction for the three-phase rectifier systems using the three-level converters

Promnigon Gontapon, Obma Jagraphon, Prathepha Krittanon, Uthathip Narongkorn, Chaiduangsri Nuttapon, Sa-ngiamvibool Worawat

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 3

232--235

EN

This paper presents a comparison of the modulation methods of space vector power control in combination with a Vienna three-phase rectifier using two control methods: 1. Power Control 2. Current Control There are three modulations tested: 1. Pulse width modulation using a phase-shifted triangle signal 2. Modulating pulse width with a shifted triangle signal 3. Pulse width modulation by vector and d-q axis control is also used to stabilize the distortion of the input current and DC output voltage. The pulse width modulation method with a phase-shifted triangle signal was discovered to have a total input current distortion of as low as 2.28 percent, and the DC output can be stabilized at 800 VDC with a rated power of 10 kW. All results were obtained from the programs MATLAB and the test suites DSP. The simulation confirmed the effectiveness of control and modulation for the design and selection of suitable methods for the Vienna three-phase rectifiers.

PL

W artykule przedstawiono porównanie metod modulacji wektora przestrzennego sterowania mocą w połączeniu z wiedeńskim prostownikiem trójfazowym przy użyciu dwóch metod sterowania: 1. Sterowanie mocą 2. Sterowanie prądem Testowane są trzy modulacje: 1. Modulacja szerokości impulsu z wykorzystaniem fazy -sygnał z przesuniętym trójkątem 2. Modulacja szerokości impulsu z przesuniętym sygnałem trójkąta 3. Modulacja szerokości impulsu za pomocą sterowania wektorowego i osi d-q jest również wykorzystywana do stabilizacji zniekształceń prądu wejściowego i napięcia wyjściowego DC. Odkryto, że metoda modulacji szerokości impulsu z przesuniętym w fazie sygnałem trójkątnym powoduje całkowite zniekształcenie prądu wejściowego na poziomie zaledwie 2,28 procent, a napięcie wyjściowe prądu stałego można ustabilizować na poziomie 800 VDC przy mocy znamionowej 10 kW. Wszystkie wyniki uzyskano z programów MATLAB oraz zestawów testowych DSP. Symulacja potwierdziła skuteczność sterowania i modulacji przy projektowaniu i doborze odpowiednich metod dla wiedeńskich prostowników trójfazowych.

9

Bezpośrednie polowo-zorientowane sterowanie silnikiem indukcyjnym tolerujące uszkodzenia czujników prądu z wykorzystaniem podwójnego zmodyfikowanego obserwatora Luenbergera

Adamczyk Michał, Orłowska-Kowalska Teresa

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 4

43--50

PL

W artykule przedstawiono analizę bezpośredniego polowo-zorientowanego sterowania silnikiem indukcyjnym tolerującego uszkodzenia wszystkich czujników prądów stojana. Do detekcji i kompensacji uszkodzeń czujników prądu zaproponowano podwójny zmodyfikowany obserwator Luenbergera. Dodatkowo, w porównaniu do aktualnie stosowanych rozwiązań, zastosowanie opisanej modyfikacji wektora błędu obserwatora umożliwiło zwiększenie jego odporności na zmiany parametrów silnika oraz dokładności estymacji prądu stojana. Badania eksperymentalne potwierdziły wysoką skuteczność proponowanego rozwiązania.

EN

The article presents an analysis of direct field-oriented control of an induction motor that tolerates failure of all stator current sensors. A dual modified Luenberger observer has been proposed for the detection and compensation of faults in current sensors. Additionally, compared to recent solutions, the use of the described modification of the observer's error vector allowed to increase its robustness to changes in motor parameters and the accuracy of stator current estimation. Experimental studies confirmed the high effectiveness of the proposed solution.

10

Analiza wpływu czasu martwego falownika napięcia oraz jego kompensacji na jakość estymacji prądu stojana w układzie napędowym z silnikiem indukcyjnym

Adamczyk Michał, Orłowska-Kowalska Teresa

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 4

1--5

PL

W artykule przedstawiono szczegółową analizę wpływu czasu martwego falownika napięcia (FN) oraz jego kompensacji na jakość estymacji prądu stojana stosowanej w układach napędowych z silnikami indukcyjnymi (SI), tolerujących uszkodzenia czujników prądu (CS-FTC). Badania zostały zrealizowane w zakresie niskich prędkości kątowych, wynoszących od 1% do 20% wartości znamionowej, zarówno dla pracy silnikowej jak i prądnicowej, dla różnych wartości czasu martwego. Wyniki pokazują istotną poprawę jakości estymacji prądu stojana, co jest szczególnie ważne w przypadku kompensacji uszkodzeń czujników prądu w napędach z SI.

EN

This article presents a detailed analysis of the impact of voltage source inverter (VSI) dead time and its compensation on the quality of stator current estimation used in the current sensor fault-tolerant control (CS-FTC) of induction motor (IM) drives. The tests were carried out in the low angular velocity range, from 1% to 20% of the rated value, both for motoring and regenerating modes, for different values of dead time. The results show a significant improvement in the quality of stator current estimation, which is particularly important in the case of fault compensation in IM drive systems that tolerate faults of current sensors.

11

Analiza właściwości dwukanałowego trójfazowego silnika indukcyjnego z uwzględnieniem stanów pracy niesymetrycznej

Suliga Mateusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 11

50--54

PL

Artykuł porusza problematykę poprawy niezawodności pracy trójfazowego silnika indukcyjnego. Efekt ten uzyskano dzięki zastosowaniu trójfazowego silnika indukcyjnego przystosowanego do zasilania dwukanałowego (Dual Channel Induction Machine – DCIM). W przypadku maszyn elektrycznych niezawodność działania jest istotnym aspektem, który wpływa na bezpieczeństwo pracy pojazdu elektrycznego lub procesu produkcyjnego. Jedną z metod poprawienia niezawodności działania jest zastosowanie układów nadmiarowych (redundantnych). Zabieg ten polega na powieleniu pewnej części maszyny bądź układu elektrycznego, w celu zapewnienia ciągłości pracy podczas uszkodzenia. Zastosowanie podwójnego zasilania częściowo uodparnia DCIM na typowe przypadłości klasycznego rozwiązania trójfazowego. W pracy przedstawiono prototypową konstrukcję DCIM. Zamieszczono wyniki analizy numerycznej wybranych przypadków stanów pracy niesymetrycznej. Zostały one zweryfikowane laboratoryjnie.

EN

This article deals with the problem of improving the operational reliability of a three-phase induction machine. This effect was achieved thanks to the use of a Dual Channel induction Machine (DCIM). In the case of electric machines operational reliability is an important aspect that affects the safety of the electric vehicle or production process. One of the methods of improving operational reliability is the use of redundant systems. This procedure consists in duplicating a certain part of the machine or electrical in order to ensure continuity of operation during a failure. The use of a dual power supply partially immunizes DCIM to typical ailments of the classic three-phase solution. This paper presents a prototype DCIM structure. The results of numerical analysis of selected cases of asymmetric work states are presented. They have been laboratory verified.

12

Szczególny przypadek awarii silnika indukcyjnego w podziemiach kopalni węgla kamiennego

Polak Artur

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2023

|

Nr 1 (128)

129--133

PL

W szeregu publikacjach prezentowane są przykłady licznych awarii silników indukcyjnych dużej mocy. Analizując przyczyny awarii silników, można wymienić szereg nietypowych przyczyn, których początkiem są przede wszystkim uszkodzenia o charakterze mechanicznym i zmęczeniowym. Niejednokrotnie skutki takich uszkodzeń prowadzą do poważnych awarii o charakterze katastrofalnym. Celem opisanej ekspertyzy było wyjaśnienie przyczyn wystąpienia awarii silnika o mocy PN = 630 kW i napięciu zasilania UN = 6000 V, który stanowił napęd sprężarki agregatu chłodniczego. Awaria silnika miała miejsce w podziemiach kopalni węgla kamiennego. W przypadku opisanej awarii silnika mamy do czynienia z przypadkiem szczególnym zaliczanym do tzw. awarii nietypowych. Choć taka kwalifikacja zdarzeń jest nieformalna to określa ona bardzo rzadkie przypadki ich występowania.

EN

In the following series of publications, examples of failures of high-power squirrel cage motors are presented. While analysing failure cases of motors, it is possible to list out number of unusual causes, the beginning of which are primarily mechanical and fatigue damage. Often the effects of such damage leads to serious catastrophic failures. The purpose of the expertise was to explain the cause of failure of motor with power of PN = 610 kW and supply voltage of UN = 6000 V, which was powering refrigeration unit. The failure occurred in underground mine of bituminous coal. In the described case, we are dealing with special case of so-called atypical failures. Although such a qualification is informal, it defines very rare cases of their occurence.

13

Speed control of doubly fed induction motor using backstepping control with interval type-2 fuzzy controller

Herizi Abdelghafour, Rouabhi Riyadh, Zemmit Abderrahim

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 3

art. no. 2023301

EN

The control of the doubly-fed induction motor is a complex operation because of this motor characterised by a non-linear multivariable dynamics, having settings that change over time and a significant link between the mechanical component and magnetic behavior (flux) (speed and couple). This article then proposes a new strategy of a robust control of this motor, which is decoupled due to the stator flux’s direction. The proposed control is integrated with the backstepping control which based on Lyapunov theory; this approach consists in constructively designing a control law of nonlinear systems by considering some state variables as being virtual commands, and the important branch of artificial intelligence type-2 fuzzy logic. The hybrid control backstepping-fuzzy logic consists in replacing the regulators applied to the backstepping control by regulators based on type-2 fuzzy logic. This control will be evaluated by numerous simulations where there is a parametric and non-parametric variation.

14

Early detection and localization of stator inter-turn short circuit faults based on variational mode decomposition and deep learning in induction motor

Guedidi Asma, Laala Widad, Guettaf Abderrazak, Arif Ali

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 4

art. no. 2023401

EN

The existing diagnostic techniques for detecting inter-turn short circuits (ITSCs) in induction motors face two primary challenges. Firstly, they suffer from reduced sensitivity, often failing to detect ITSCs when only a few turns are short-circuited. Secondly, their reliability are compromised by load fluctuations, leading to false alarms even in the absence of actual faults. To address these issues, a novel intelligent approach to diagnose ITSC fault is proposed. Indeed, this method encompasses three core components: a novel multi-sensor fusion technique, a knowledge map, and enhanced Convolutional Neural Networks (CNNs). First, the raw data collected from multiple sensors undergoes a transformation into 2D data using a novel image transformation based on Hilbert transform (HT) and variational mode decomposition (VMD), which is concatenate to a novel information map including frequency fault information and rotational speed. Then, this 3D multi information image is used as input to an improvement CNN model that apply a transfer learning for an enhanced version of SqueezNet with incorporating a novel attention mechanism module to precisely identify fault features. Experimental results and performance comparisons demonstrate that the proposed model attains high performance surpassing other Deep Learning (DL) methods in terms of accuracy. In addition, the model has consistently demonstrated its ability to make precise predictions and accurately classify fault severity, even under different working conditions.

15

Diagnosis of ITSC fault in the electrical vehicle powertrain system through signal processing analysis

Ouamara Dehbia, Boukhnifer Moussa, Chaibet Ahmed, Maidi Ahmed

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 1

art. no. 2023113

EN

The three-phase induction motor is well suited for a wide range of mobile drives, specifically for electric vehicle powertrain. During the entire life cycle of the electric motor, some types of failures can occur, with stator winding failure being the most common. The impact of this failure must be considered from the incipient as it can affect the performance of the motor, especially for electrically powered vehicle application. In this paper, the intern turn short circuit of the stator winding was studied using Fast Fourier transform (FFT) and Shor-Time Fourier transform (STFT) approaches. The residuals current between the estimated currents provided by the extended Kalman filter (EKF) and the actual ones are used for fault diagnosis and identification. Through FFT, the residual spectrum is sensitive to faults and gives the extraction of inter-turn short circuit (ITSC) related frequencies in the phase winding. In addition, the FFT is used to obtain information about when and where the ITSC appears in the phase winding. Indeed, the results allow to know the faulty phase, to estimate the fault rate and the fault occurrence frequency as well as their appearance time.

16

Analysis of the features of application of vibration diagnostic methods of induction motors of transportation infrastructure using mathematical modeling

Gubarevych Oleg, Gerlici Juraj, Gorobchenko Oleksandr, Kravchenko Kateryna, Zaika Denys

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 1

art. no. 2023111

EN

In the work, studies were carried out on the use of vibration diagnostic methods for monitoring the state of induction motors with a squirrel-cage rotor, operated in electric drives of transport equipment. The most common and difficult-todiagnose damage to an induction motor is turn-to-turn short circuits in the stator winding, which require timely determination and establishment of the degree of damage to prevent an emergency shutdown of the equipment. The main purpose of the study is to establish the most effective areas of application of vibration diagnostic methods in determining the technical condition of the stator of induction motors under load. The experiments were carried out using simulation modeling for cases of turn-to-turn short circuits in one and two phases simultaneously, as well as with the influence of a low-quality supply voltage system on vibration parameters. The results of the work are relevant for further improvement of systems for diagnostic control of drives of transport equipment to increase the efficiency and reliability of their work.

17

Aproksymacja i ekstrapolacja drgań maszyny indukcyjnej w funkcji liczby zwartych zwojów uzwojenia stojana

Pietrowski Wojciech, Górny Konrad, Marczak Mikołaj

Automatyka, Elektryka, Zakłócenia

|

2023

|

Vol. 14, nr 1(51)

28--44

PL

Celem badań było rozszerzenie możliwości monitorowania i diagnostyki maszyn elektrycznych na podstawie drgań maszyny. Autorzy zaproponowali bezinwazyjną metodę diagnostyczną uwzględniającą wielofazowe zwarcia międzyzwojowe w uzwojeniu stojana. W pracy przedstawiono i omówiono zarówno proces pozyskiwania sygnału diagnostycznego jak również opracowaną metodę diagnostyczną. Opracowaną metodę zweryfikowano.

EN

The aim of the research was to extend the possibilities of monitoring and vibration diagnostics of electric machines. The authors proposed a non-invasive diagnostic method taking in to account multi-phase inter-turn short-circuits in stator winding. The process of acquiring of the diagnostic signal and proposed diagnostic method have been presented, concluded and discussed. Moreover, the developed method was verified and the error of the proposed method was calculated.

18

Approximation and Extrapolation of Vibrations in Induction Machines as a Function of Numbers of Short-circuited Turns in Stator Winding

Pietrowski Wojciech, Górny Konrad, Marczak Mikołaj

Automatyka, Elektryka, Zakłócenia

|

2023

|

Vol. 14, nr 1(51)

10--26

EN

The aim of the research was to extend the possibilities of monitoring and vibration diagnostics of electric machines. The authors proposed a non-invasive diagnostic method taking in to account multi-phase inter-turn short-circuits in stator winding. The process of acquiring of the diagnostic signal and proposed diagnostic method have been presented, concluded and discussed. Moreover, the developed method was verified and the error of the proposed method was calculated.

PL

Celem badań było rozszerzenie możliwości monitorowania i diagnostyki maszyn elektrycznych na podstawie drgań maszyny. Autorzy zaproponowali bezinwazyjną metodę diagnostyczną uwzględniającą wielofazowe zwarcia międzyzwojowe w uzwojeniu stojana. W pracy przedstawiono i omówiono zarówno proces pozyskiwania sygnału diagnostycznego jak również opracowaną metodę diagnostyczną. Opracowaną metodę zweryfikowano.

19

Determination of the working energy capacity of the on-board energy storage system of an electric locomotive for quarry railway transport during working with a limitation of consumed power

Kondratieva Liliia, Bogdanovs Arturs, Overianova Liliia, Riabov Ievgen, Goolak Sergey

Archives of Transport

|

2023

|

Vol. 65, iss. 1

119--154

EN

The use of specialized rail rolling stock which is used for transporting ore from the quarry to the crushing plant at mining enterprises is analyzed here. Electric locomotives with an asynchronous traction electric drive and an on-board energy storage system are considered for use. The calculated dependencies of the electric locomotive tractive power were analyzed and it was established that on flat sections of the track profile, the movement is carried out with a power that does not exceed 50% of the nominal one. The movement with the nominal power is carried out on the controlled uphill during the cargo half-passage. To ensure the necessary power for movement in such areas, the use of an on-board energy storage system is proposed, which should feed the traction system while limiting the power consumed from the catenary. This happens when the voltage on the pantograph drops to a minimum level. The aim of this work is to determine the on-board energy storage system parameters during the operation of the electric locomotive with limitation of the power consumed from the traction network. Mathematical models of the energy exchange processes in the electric locomotive traction system have been developed. The criteria for comparing options for calculating the parameters of the on-board energy storage system have been proposed. The criteria take into account the reduction of energy consumption during movement, the efficiency of energy storage, and the complete use of the on-board energy storage system in terms of power and working energy capacity. Based on the calculation results, it was determined that the use of an energy storage device with a power of 3,540 kW and an operating energy capacity of 63.5 kWh provides a 10% reduction in energy consumption, which is being consumed while moving along the sample section of the road. The current that can be consumed by an electric locomotive with such parameters of the on-board energy storage system is limited by 600 A.

20

Automatyka zabezpieczeniowa stacji wysokiego i średniego napięcia z funkcjami predykcji i automatycznego dostrajania członów zabezpieczeniowych

Sajewicz Dariusz, Rybak Dariusz, Klonowski Tomasz

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2022

|

R. 90, nr 11

6--9

PL

Zwiększająca się konsumpcja, rosnące wymagania dotyczące niezawodności dostawy energii elektrycznej do odbiorców oraz trudności związane z budową nowych obiektów elektroenergetycznych są wyzwaniami, z którymi zmierzyć się musi nowoczesna automatyka zabezpieczeniowa. Współczesne cyfrowe sterowniki polowe o znacznych możliwościach obliczeniowych umożliwiają implementację dodatkowych funkcji w postaci procedur obliczeniowych lub algorytmów przetwarzania sygnałów. Pojawia się zatem możliwość przeprowadzenia udoskonaleń klasycznych algorytmów decyzyjnych zabezpieczeń przez budowę zabezpieczeń predykcyjnych i adaptacyjnych. W artykule przedstawiono wyniki prac badawczo-rozwojowych przeprowadzonych w firmie Elektrometal Energetyka nad zabezpieczeniami adaptacyjnymi i predykcyjnymi silników SN.

EN

Increasing consumption, growing requirements for the reliability of electricity supply to consumers, and problems associated with the construction of new electric power facilities are challenges faced by modern protection automation. Modern digital field controllers with significant computational capabilities allow the implementation of additional functions, in the form of computational procedures or signal processing algorithms. Thus, the possibility of carrying out improvements to classical security decision-making algorithms, through the construction of predictive and adaptive protection. The paper presents the results of research and innovation work carried out at Elektrometal Energetyka S.A. on adaptive and predictive protection of MV motors.