Diagnostyka silników indukcyjnych klatkowych w układach napędowych wagonów tramwajowych

• Autorzy: Sułowicz M. , Czechowski M.

Warianty tytułu

The diagnostics of cage induction motors in drive systems of tram wagons

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono doświadczenia autorów z przeprowadzonych badań diagnostycznych silników indukcyjnych klatkowych napędów wagonów tramwajowych. Badania diagnostyczne przeprowadzono na kilkudziesięciu silnikach pracujących w kilku wagonach tramwajowych w jednym z przedsiębiorstw komunikacyjnych. Pomiary diagnostyczne, z wykorzystaniem cewek Rogowskiego, karty pomiarowej i dedykowanego oprogramowania wykonano w dwóch różnych porach roku. Zebrane dane pomiarowe poddano szczegółowej analizie i dokonano oceny stanu poszczególnych badanych silników. Analizy zarejestrowanych sygnałów podczas jazd testowych pozwoliły na ocenę stanu silników na podstawie pozyskanych informacji ze stanu ustalonego, jaki i stanów dynamicznych pracy tych maszyn. Wybrano najskuteczniejsze metody analizy i opracowano algorytmy oceny diagnostycznej. W oparciu o przeprowadzone analizy sformułowano procedurę badań diagnostycznych, która pozwoli na wiarygodną ocenę stanu silników podczas jazd kontrolnych. Wypracowana metoda będzie przydatna w przedsiębiorstwie do typowania maszyn do remontu, jak i kontroli stanu maszyn po wykonanych zabiegach remontowych. Opracowane procedury badań mogą zostać również zaadaptowane do oceny stanu silników indukcyjnych klatkowych w napędach innych pojazdów niż wagony tramwajowe.

EN

The paper presents the results of research conducted on cage induction motors in tram wagons. The research involved several dozens of motors operating in several tram wagons of a local city transport organization. The diagnostic experiment was performed in two different seasons of the year using the Rogowski coil's, data acquisition cards and dedicated computer programs. The acquired data were then subject to a detailed analysis followed by a thorough evaluation of their performance. The analysis of the registered data during test drives allowed the authors to estimate the condition of the motors based on the information gained in both transient and steady-state states. The authors selected optimum analysis tools and developed algorithms for diagnostic evaluation. Based on the analysis data the authors formulated a procedure for conditionmonitoring of the motors in tram wagons during test drives. The developed method will be useful for evaluating the conditions of tram wagons and scheduling their maintenance. The procedure can be adapted for evaluating the condition of cage induction motors in other types of vehicles.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; wagon tramwajowy; diagnostyka uszkodzeń; układ napędowy tramwaju; uszkodzenia elektryczne; uszkodzenia mechaniczne

EN

induction motor; tram wagon; damage diagnostics; tram drive system; electrical faults; mechanical faults

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 3 (119)
• Strony: 189--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sułowicz M.

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

autor

Czechowski M.

• Miejskie Przedsiębiorstwo Komunikacyjne S.A. 30-347 Kraków, ul. Jana Brożka 3

Bibliografia

• [1]. M. Benbouzid, "A review of induction motors signature analysis as a medium for faults detection", IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 47, no. 5, str. 984-993, 2000.
• [2]. T. Glinka, B. Kulesz, "Wyładowania niezupełne w izolacji zwojowej silników indukcyjnych zasilanych z falowników PWM", Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, vol. 49, nr 21, str. 96-103, 2000.
• [3]. W. Rams, J. Rusek, "Praktyczna diagnostyka maszyn indukcyjnych klatkowych", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 68, str. 1-5, 2004.
• [4]. P. Piec, "Badanie eksploatacyjne elementów i zespołów pojazdów szynowych", Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Kraków, 2004.
• [5]. S. Szymaniec, "Diagnostyka maszyn indukcyjnych klatkowych z wykorzystaniem cewek Rogowskiego", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 72, str. 167-172, 2005.
• [6]. S. Szymaniec, "Diagnostyka stanu izolacji uzwojeń i stanu łożysk silników indukcyjnych klatkowych w warunkach przemysłowej eksploatacji", Studia i Monografie, z. 193, Wydawnictwo Politechniki Opolskiej, 2006.
• [7]. T.J. Zieliński, "Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań". Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, 2007.
• [8]. C.T. Kowalski, W. Kanior, "Ocena skuteczności analiz FFT, STFT i falkowej w wykrywaniu uszkodzeń wirnika silnika indukcyjnego", Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, Nr 60, str. 202-211, 2007.
• [9]. 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.
• [10]. A. Głowacz, Z. Głowacz, "Diagnostics of induction motor based on analysis of acoustic signals with application of FFT and classifier based on words", Archives of Metallurgy and Materials, vol. 55, issue. 3, str. 707-712, 2010.
• [11]. M. Pawlak, "Zastosowanie analiz sygnałów akustycznych do wykrywania uszkodzeń wirników i łożysk w silnikach indukcyjnych", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 92/2011, str. 199-204, 2011.
• [12]. J. Petryna, M. Sułowicz, K. Guziec, "Nowe doświadczenia w diagnostyce izolacji silników i generatorów metodą wyładowań niezupełnych", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 2/2013 (99), str. 1-7, 2013.
• [13]. J. Petryna, M. Sułowicz, A. Duda, K. Guziec, "Wykorzystania strumienia unipolarnego w diagnostyce maszyn prądu przemiennego", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 2/2013 (99), str. 85-90, 2013.
• [14]. L. Swędrowski, "Pomiary w diagnostyce silników indukcyjnych klatkowych", Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, 2013.
• [15]. P. Pawlik, D. Lepiarczyk, R. Dudek, J.R. Ottewill, P. Rzeszuciński, M. Wójcik, A. Tkaczyk, "Vibroacoustic study of powertrains operated in changing conditions by means of order tracking analysis", Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability, Vol. 18 (4), str. 606–612, 2016.
• [16]. M. Czechowski, M. Sułowicz M, "Diagnostyka układów napędowych wagonów tramwajowych", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 2/2017 (114), str. 197-204, 2017.
• [17]. A. Glowacz, Z. Glowacz, "Diagnosis of the three-phase induction motor using thermal imaging",Infrared Physics & Technology, Vol. 81, str. 7-16, 2017.
• [18]. V. Choqueuse, E. Elbouchikhi, Z. Oubrahim and M. Benbouzid, "On the useof phase diversity for spectral estimation in current signature analysis," IECON 2017 - 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Beijing, str. 8093-8098, 2017.
• [19]. J. Petryna, J. Tulicki, M. Sułowicz "Calculating an electromechanical torque of a squirrel cage motor based on an axial flux obtained by the FEM", II International Conference of Computational Methods in Engineering Science(CMES’17), 2017, ITM Web Conf., Volume 15, str. 1-8, 2017.
• [20]. Glowacz A., "Acoustic based fault diagnosis of three-phase induction motor"

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).