System diagnostyczny do bezinwazyjnej oceny stanu klatki wirnika silników indukcyjnych

• Autorzy: Sułowicz Maciej , Duda Arkadiusz , Zielonka Jakub , Tulicki Jarosław , Cholewa Dariusz , Czechowski Mirosław

Warianty tytułu

EN

Diagnostic system for non-invasive assessment of rotor cage condition of induction motors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ocena stanu klatki silników indukcyjnych jest ciągle aktualnym problemem diagnostyki stanu tych maszyn. Na rynku zasadniczo nie ma urządzeń, które mogły by w sposób kompleksowy automatycznie diagnozować uszkodzenia klatek silników zarówno podczas stanu ustalonego w oparciu o metodę MCSA jak i podczas rozruchu wykorzystując analizę przetworzonego przebiegu prądu rozruchowego. Na podstawie wieloletnich doświadczeń, autorów artykułu, w prowadzeniu badań stanu klatek wirnika dla wielu maszyn w różnych gałęziach przemysłu, opracowano urządzenie pomiarowe i specjalistyczne oprogramowanie pozwalające diagnozować rożne typy silników indukcyjnych klatkowych podczas rozruchu jak i stanu ustalonego. W artykule przedstawiono sposób pomiaru sygnału diagnostycznego, którym jest prąd stojan. Odwołano się do wiarygodności pomiarów diagnostycznych. Przedstawiono funkcjonalność oprogramowania do pomiarów diagnostycznych i analiz podczas stanu ustalonego i rozruchu. Przedstawiono wyniki wybranych pomiarów diagnostycznych, formy prezentacji wyników oceny stanu oraz przedstawiono przykłady zastosowania opracowanego systemu w badaniach przemysłowych w różnych gałęziach przemysłu.

EN

The assessment of the cage condition of induction motors is still a current problem in diagnosing the condition of these machines. There are basically no devices on the market that could comprehensively and automatically diagnose damage to motor frames, both during the steady state based on the MCSA method and during start-up using the analysis of the processed inrush current waveform. Based on many years of experience of the authors of the article, in conducting research on the condition of rotor cages for many machines in various industries, a measuring device and specialized software were developed to diagnose various types of squirrelcage induction motors during start-up and in the steady state. The article presents the method of measuring the diagnostic signal, which is the stator current. The reliability of the diagnostic measurements was referred to. The functionality of the software for diagnostic measurements and analyzes during steady state and start-up is presented. The results of selected diagnostic measurements, forms of presentation of the results of condition assessment and examples of the application of the developed system in industrial research in various branches of industry are presented.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; uszkodzenie klatki wirnika; diagnostyka; monitoring; analiza widmowa; filtracja cyfrowa; zabezpieczenie cyfrowe

EN

induction motor; rotor cage damage; diagnostics; monitoring; spectral analysis; digital filtration; digital protection

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 1 (127)
• Strony: 229--236
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., fot., rys., tab., wykr., wz.

Twórcy

autor

Sułowicz Maciej

• Politechnika Krakowska, Kraków

autor

Duda Arkadiusz

• Politechnika Krakowska, Kraków

autor

Zielonka Jakub

• Politechnika Krakowska, Kraków

autor

Tulicki Jarosław

• Politechnika Krakowska, Kraków

autor

Cholewa Dariusz

• Politechnika Krakowska, Kraków

autor

Czechowski Mirosław

• Miejskie Przedsiębiorstwo Komunikacyjne S.A. Kraków
• Politechnika Krakowska, Kraków

Bibliografia

• [1]. G.B. Klimanet, et al. "Methods of motor current signature analysis", Elect. Mach. Power Syst., Vol. 20, No. 5, 1992.
• [2]. D.G. Dorrell, W.T. Thomson, S. Roach "Analysis of airgap flux, current, and vibration signals as a function of the combination of static and dynamic air-gap eccentricity in 3-phase induction motors", IEEE Transactions on Industry Applications, 33(1), str. 24- 34, 1997.
• [3]. M.E.H. Benbouzid "A review of induction motors signature analysis as a medium for faults detection", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 47, No. 5, str. 987-991, 2000.
• [4]. W. Rams, J. Rusek "Praktyczna diagnostyka maszyn indukcyjnych klatkowych", Zeszyty Problemowe − Maszyny Elektryczne, nr 68, str. 1-5, 2004.
• [5]. S. Szymaniec "Aspekty metrologiczne diagnostyki prądowej silników elektrycznych", Zeszyty Problemowe − Maszyny Elektryczne, nr 68, str. 7-12, 2004.
• [6]. S. Szymaniec "Diagnostyka maszyn indukcyjnych klatkowych z wykorzystaniem cewek Rogowskiego", Zeszyty Problemowe − Maszyny Elektryczne, nr 72, str. 167-172, 2005.
• [7]. A. Bellini, F. Filipetti, C. Tassoni, G.A. Capolino "Advances in Diagnostic Techniques for Induction Machines", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.55, No.12, str. 4109-4126, Dec. 2008.
• [8]. M. Sułowicz, T. Węgiel, D. Borkowski, K. Weinreb "Specialized diagnostic system for induction motors", Przegląd Elektrotechniczny, nr 4, str. 285- 291, 2010.
• [9]. S. Szymaniec "Diagnostyka eksploatacyjna uszkodzeń napędów elektrycznych w przemyśle", Napędy i Sterowanie, nr 6, str. 84-89, 2011.
• [10]. P. Paduch, S. Szymaniec "Aparaturowe i metrologiczne aspekty diagnostyki maszyn elektrycznych w oparciu o sygnał prądowy", Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne, nr 90, str. 69-74, 2011.
• [11]. M. Sułowicz, J. Petryna, K. Weinreb, K. Guziec "Porównawcze pomiary defektów klatek rozruchowych silników indukcyjnych pod kątem wykorzystania w diagnostyce", Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne, nr 99, str. 77-83, 2013.
• [12]. J. Dwojak, S. Szymaniec "Diagnostyka eksploatacyjna zespołów maszynowych w energetyce", Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole 2013.
• [13]. M. Pawlak, Z Żarczyński "Rozproszony system pomiarowy do diagnostyki przemysłowych napędów elektrycznych", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 98, str. 39-44, 2013.
• [14]. M Pawlak "Przenośny analizator diagnostyczny do wykrywania uszkodzeń stojana i wirnika w silnikach indukcyjnych", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 100, str. 177-182, 2013.
• [15]. L. Swędrowski "Pomiary w diagnostyce silników indukcyjnych klatkowych", Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, 2013.
• [16]. P. Ostojic, A. Banerjee, D. C. Patel, W. Basu and S. Ali "Advanced Motor Monitoring and Diagnostics", in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 50, no. 5, str. 3120-3127, Sept.-Oct. 2014.
• [17]. M. Rad "Diagnostyka klatki we współczesnych zabezpieczeniach silników indukcyjnych", Napędy i Sterowanie, R18, nr 5, str. 68-70, 2016.
• [18]. M. Sułowicz, J. Petryna, K. Weinreb, A. Duda, J. Tulicki "Ocena wiarygodności i przydatności sygnałów diagnostycznych do bezinwazyjnej oceny stanu maszyn elektrycznych. Maszyny Elektryczne - Zeszyty problemowe. nr 111, str. 139-146, 2016.
• [19]. M. Sułowicz, A. Duda, J. Petryna, K. Guziec "System pomiarowo-diagnostyczny do bezinwazyjnej diagnostyki stanu wirnika silników indukcyjnych", Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne, nr 114, str. 169-175, 2017.
• [20]. A. Juszczyk "Diagnostyka silników wykorzystująca wielkości pomiarowe aparatury zabezpieczeniowej", Napędy i Sterowanie, nr 9, str. 100-110, 2018.
• [21]. M. Sułowicz, A. Duda, J. Petryna, K. Guziec "System pomiarowo-diagnostyczny do bezinwazyjnej diagnostyki stanu wirnika i wyznaczania parametrów pracy silników indukcyjnych", Napędy i Sterowanie, nr 5, str. 56-65, 2018.
• [22]. M. Sułowicz, M. Czechowski "Diagnostyka silników indukcyjnych klatkowych w układach napędowych wagonów tramwajowych", Zeszyty Problemowe − Maszyny Elektryczne, nr 119, str. 189-195, 2018.
• [23]. T. Glinka, S. Szymaniec "Diagnostyka maszyn i urządzeń – uwagi ogólne", Napędy i Sterowanie, nr 5, str. 36-49, 2020.
• [24]. A. Duda, M. Sułowicz, J. Tulicki, T. Węgiel, M. Iwiński "Skuteczne algorytmy diagnostyki stanu klatki silników indukcyjnych zaimplementowane w nowoczesnym uniwersalnym zabezpieczeniu cyfrowym", Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne, nr 126, str. 137-142, 2021.
• [25]. A. Duda, M. Sułowicz, J. Tulicki, T. Węgiel, M. Iwiński "Nowoczesne uniwersalne zabezpieczenia cyfrowe wyposażone w algorytmy do diagnostyki stanu klatki silników indukcyjnych", Napędy i Sterowanie, nr 12, str. 48-55, 2021.
• [26] http://www.equipmenthealth.com/mcsa.htm

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).