Diagnostyka uszkodzeń uzwojeń stojana silnika indukcyjnego z wykorzystaniem dyskretnej transformaty falkowej obwiedni prądu stojana

• Autorzy: Wolkiewicz M. , Kowalski C.

Warianty tytułu

EN

Diagnosis of induction motor stator winding fault using discrete wavelet analysis of the stator current envelope

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania sygnału obwiedni prądu fazowego stojana do wykrywania zwarć zwojowych, w możliwie wczesnej fazie powstania uszkodzenia. Do wyodrębnienie charakterystycznych dla uszkodzenia stojana symptomów wykorzystano dyskretną transformatę falkową oraz obliczony na jej podstawie współczynnik zmian energii sygnału dla wybranych poziomów dekompozycji. Badania eksperymentalne zrealizowano dla silnika indukcyjnego małej mocy zasilanego z przemiennika częstotliwości w otwartej pętli sterowania (sterowanie skalarne U/f=const). Środowisko LabVIEW posłużyło do zaprojektowania oraz przetestowania aplikacji przyrządu pomiarowo-diagnostycznego. Aplikacja zawierała algorytmy: akwizycji danych, transformaty Hilberta do wyznaczenia obwiedni sygnału oraz transformaty falkowej sygnału do wyodrębnienia symptomów uszkodzenia. Zmiany wartości współczynnika zmian energii dla obwiedni prądu stojana dla poszczególnych poziomów dekompozycji okazały się bardzo dobrym kryterium oceny stanu uzwojenia stojana.

EN

This paper deals with the application of stator current envelope analysis in the incipient diagnosis of the stator winding short circuits. To separate of the characteristic symptoms of stator damage Discrete Wavelet Transform were used. Based on this analysis the energy coefficients of the stator current envelope for the chosen decomposition levels were calculated. The proposed method was implemented for a small power induction motor (with special physical modeling of shorted turns in the stator phases) supplied by voltage source inverter in open control loop. The virtual measurement-diagnostic device, developed in the LabVIEW environment includes algorithms: data acquisition, Hilbert transform for the determination of stator current envelope and wavelet transform to extract the failure symptoms. Experimental results presented In this paper show that changes of the proposed energy factor constitutes a very efficient index for the evaluation of the stator winding state.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; zwarcia zwojowe; obwiednia prądu stojana; dyskretna transformata falkowa

EN

induction motor; inter-turn fault; envelope of stator current; discrete wavelet transform

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 3 (107)
• Strony: 13--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wolkiewicz M.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

autor

Kowalski C.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

Bibliografia

• [1]. J.H. Jung, J.J. Lee, B.H. Kwon, „Online diagnosis of induction motors using MCSA, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 53, no. 6, 2006, s. 1842–1852
• [2]. P. Ewert, C.T. Kowalski, „Zastosowanie analizy falkowej do diagnostyki łożysk tocznych silników indukcyjnych”, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały. 2012, nr 32, s.339-345
• [3]. Chow T.W.S., Hai S., „Induction Machine Fault Diagnostic Analysis with Wavelet Technique”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.51, No. 3, 2004, s. 558-565
• [4]. C.T. Kowalski, „Zastosowanie analizy falkowej w diagnostyce silników indukcyjnych”, Przegląd Elektrotechniczny, R. 82, nr 1, 2006, str.21-26
• [5]. J.A. Antonino-Daviu, M. Riera-Guasp, M. Pineda-Sanchez, R.B. Pérez, „A Critical Comparison Between DWT and Hilbert–Huang-Based Methods for the Diagnosis of Rotor Bar Failures In Induction Machines”, IEEE Transactions On Industry Applications, Vol. 45, No. 5, 2009, s. 1794-1803
• [6]. M. Wolkiewicz , C.T. Kowalski, „Nieinwazyjne metody wczesnego wykrywania zwarć zwojowych w silniku indukcyjnym zasilanym z przemiennika częstotliwości, cz. I”, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe. 2010, nr 87, s. 145-150
• [7]. G.M. Joksimovic, J. Penman, „The detection of inter-turn short circuits in the stator windings of operating motors”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 47, nr 5, 2000, s. 1078-1084
• [8]. J.T. Białasiewicz, „Falki i aproksymacje”, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000
• [9]. M. Wolkiewicz , C.T. Kowalski, „Zastosowanie dyskretnej analizy falkowej do wykrywania zwarć zwojowych w silniku indukcyjnym”, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe. 2013, nr 100, s. 191-196