Zastosowanie analizy bispektralnej w diagnostyce silników indukcyjnych klatkowych

• Autorzy: Tulicki J. , Sułowicz M.

Warianty tytułu

EN

Application of the bispectral analysis in the diagnosis of cage induction motors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono niezbędne podstawy teoretyczne, wyniki analiz oraz najważniejsze spostrzeżenia i wnioski dotyczące zastosowania transformaty bispektralnej w nieinwazyjnej diagnostyce maszyny indukcyjnej, pracującej w stanie ustalonym. Ocenie poddano efektywność zastosowania bispectrum w analizie sygnałów prądu stojana, napięcia proporcjonalnego do strumienia unipolarnego oraz ciśnienia akustycznego. Obiektem badań był silnik typu Sg112M-4 o mocy 4kW. Do celów pomiarowych zastosowano zmodyfikowane fabrycznie wirniki o różnym poziomie asymetrii elektrycznej. Pomiary i analizy wykonano dla silnika symetrycznego, silnika z uszkodzonym jednym prętem klatki wirnika, uszkodzeniem dwóch prętów oraz silnika z ekscentrycznością dynamiczną. W artykule zawarto najistotniejsze wyniki obliczeń, odniesione do silnika symetrycznego pracującego przy obciążeniu momentem znamionowym. Analizy numeryczne wykonano za pomocą opracowanych przez autorów funkcji przekształcenia bispektralnego w pakiecie Matlab. Przedstawione wyniki badań dla maszyny z wybranymi typami niesymetrii wirnika, pozwoliły określić przydatność transformaty wyższego rzędu, w rozróżnieniu wybranych uszkodzeń silnika indukcyjnego.

EN

The paper presents the knowledge basis, analysis results and the most important observations concerning the application of the bispectral transformation in the non-invasive diagnostic of induction motor under the steady state operation. The effectiveness of the bispectral in an analysis of signals: stator currents, voltage corresponding to the unipolar flux and sound pressure, was assessed. The machine that was researched and numerically analysed was the motor Sg112M-4 of 4kW nominal power. It was investigated on the laboratory test bench under various failure cases and different load. The conducted measurements concern the following cases: symmetrical motor, motor with damaged one rotor bar, two rotor bars and with a dynamic eccentricity. The paper contains the most important analysis results related to the symmetrical motor working with the nominal torque. The analysis was performed with the using of bispectral transformation function prepared in the Matlab software. The presented methodology and the test results of the investigated motor confirmed the method usability in an individual failure distinction of induction motor.

Słowa kluczowe

PL

diagnostyka silnika klatkowego; stany ustalone maszyny indukcyjnej; bispektrum

EN

cage motor diagnostics; static states of the induction machine; bispectrum

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 3 (111)
• Strony: 95--99
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Tulicki J.

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, 31-155 Kraków, ul. Warszawska 24

autor

Sułowicz M.

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, 31-155 Kraków, ul. Warszawska 24

Bibliografia

• [1]. Alwodai A., Wang T., Chen Z., Gu F., Cattley R., Ball A.: A Study of Motor Bearing Fault Diagnosis using Modulation Signal Bispectrum Analysis of Motor Current Signals. Journal of Signal and Information Processing, 2013, 4, 72-79.
• [2]. Cempel C.: Podstawy wibroakustycznej diagnostyki maszyn. WNT Warszawa 1982.
• [3]. Gu F., Shao Y., Hu N., Fazenda B., Ball A.: Motor Current Signal Analysis using a Modified Bispectrum for Machine Fault Diagnosis. National Natural Science Foundation of China.
• [4]. Kowalski C. T.: Diagnostyka układów napędowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław_2013.
• [5]. Liang Bo., Iwnicki S., Zhao Y.: Application of Power Spectrum, Cepstrum, Higher Order Spectrum and Neural Network Analyses for Induction Motor Fault Diagnosis. University of Huddersfield Repository.
• [6]. Negrea M.: Fault Diagnostics of Electrical AC Machine. Helsinki University of Technology, Laboratory_ of_Electromechanics.
• [7]. Osowski S., Cichocki A., Siwek K.: Matlab w zastosowaniu do obliczeń obwodowych i przetwarzania sygnałów. Oficyna Wydawnicza Politechniki_Warszawskiej_2006.
• [8]. Radkowski S., Zawisza M.: Use of bispectral analysis in prognosis of the system destruction process. Politechnika Warszawska, Instytut Podstaw Konstrukcji_Maszyn_2009.
• [9]. Sondergaard S. R., Sorensen M. B.: Real-time Blind Source Separation. Aalborg University Institute for Electronic Systems, Spring 2009.
• [10]. Swędrowski L.: Pomiary w diagnostyce silników indukcyjnych klatkowych. Wydawnictwo Politechniki_Gdańskiej,_Gdańsk_2013.
• [11]. Treetrong J.: Fault Detection and Diagnosis of Induction Motors Based on Higher-Order Spectrum. IMECS_Vol_II_Hong_Kong_2010.
• [12]. Tumański S.: Technika Pomiarowa. Wydawnictwa_Naukowo-Techniczne_2007.
• [13]. Zieliński T.J.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań. Wydawnictwa Komunikacji_i_Łączności_2007.
• [14]. Żółtowski B., Łukasiewicz M., Kałaczyński T.: Techniki informatyczne w badaniach stanu maszyn. Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2012.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę