Zastosowanie algorytmu identyfikacji rezystancji wirnika do diagnostyki silnika indukcyjnego w czasie rzeczywistym

• Autorzy: Bednarz Szymon , Dybkowski Mateusz

Warianty tytułu

EN

Application of rotor resistance identification algorithm for real-time diagnostics of induction motor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono możliwość wykrywania uszkodzenia prętów klatki wirnika silnika indukcyjnego z zastosowaniem techniki opartej na identyfikacji parametrów schematu zastępczego maszyny. Metodyka ta bazuje na założeniu, że wybrane uszkodzenia mogą objawiać się zmianami parametrów silnika, a ich identyfikacja w czasie rzeczywistym i obserwowanie tych zmian pozwala na wczesną identyfikację uszkodzenia. W pracy wykorzystano fakt, że w przypadku pęknięcia prętów klatki wirnika symptomem uszkodzenia jest wzrost rezystancji schematu zastępczego wirnika. Do odtwarzania tego parametru zastosowano estymator adaptacyjny z modelem odniesienia (MRAS). Badania silnika indukcyjnego przeprowadzono w układzie bezpośredniego sterowania polowo zorientowanego (DFOC). W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych oraz eksperymentalnych.

EN

This paper deals with the broken rotor bars detection in squirrel-cage induction motor using parameter identification approach. This method is based on the assumption, that the chosen failures may result in motor parameters variations. Real-time identification and observation of parameters variation allows to incipient fault detection. Increase of the rotor resistance value may be a good fault symptom, in the case of rotor bar damage. In the paper, the rotor resistance estimator based on the model reference adaptive system (MRAS) is utilized. The induction motor is operating in the direct field-oriented control structure, under different conditions. In the paper simulation and experimental results are shown.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; uszkodzenie wirnika; identyfikacja rezystancji wirnika; MRAS; DFOC

EN

induction motor; rotor fault; rotor resistance identification; MRAS; DFOC

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 5
• Strony: 53--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bednarz Szymon

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

autor

Dybkowski Mateusz

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych

Bibliografia

• [1] Bachir S., Tnani S., Trigeassou J.C., Champenois G.: Diagnosis by parameter estimation of stator and rotor faults occurring in induction machines. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 3/2006.
• [2] Cho K.R., Lang J.H., Umans S.D.: Detection of broken bars in induction motor using state and parameter estimation. IEEE Transactions on Industry Applications, 3/1992.
• [3] Filipetti F., Bellini A., Capolino G.A.: Condition monitoring and diagnosis of rotor faults in induction machines: state of art and future perspectives. IEEE Workshop on Electrical Machines Design Control and Diagnosis (WEMDCD), Paris 2013.
• [4] Kowalski Cz.T., Wierzbicki R.: Zastosowanie rozszerzonego obserwatora stanu i parametrów do wykrywania uszkodzeń uzwojenia wirnika oraz stojana silnika indukcyjnego. „Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe” 84/2009.
• [5] Kowalski Cz.T.: Diagnostyka układów napędowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013.
• [6] Nait Said M.S., Benbouzid M., Benchaib A.: Detection of broken bars in induction motor using an Extended Kalman Filter for rotor resistance sensorless estimation. IEEE Transactions on Energy Conversion, 1/2000.
• [7] Orłowska-Kowalska T.: Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003.
• [8] Orłowska-Kowalska T., Dybkowski M.: Industrial drive systems. Current state and development trends. „Power Electronics and Driver” 1/2016.
• [9] Orłowska-Kowalska T., Kowalski Cz.T., Dybkowski M.: Rotor fault analysis in the sensorless field oriented controlled induction motor drive. „Automatyka” 2/2010.
• [10] Pawlak M., Orłowska-Kowalska T.: Zastosowanie uproszczonego modelu dwuosiowego do modelowania uszkodzeń wirnika silnika klatkowego. „Przegląd Elektrotechniczny” 10/2006.
• [11] Szymaniec S.: Badania, eksploatacja i diagnostyka zespołów maszynowych z silnikami indukcyjnymi. Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole 2013.
• [12] Wierzbicki R., Kowalski Cz.T.: Wykrywanie uszkodzeń uzwojenia wirnika przekształtnikowego układu napędowego z silnikiem indukcyjnym. „Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe” 87/2010.
• [13] Zawirski K., Deskur J., Kaczmarek J.: Automatyka napędu elektrycznego. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2012.
• [14] Agrebi Zorgani Y., Koubaa Y., Boussak M.: Simultaneous estimation of speed and rotor resistance in sensorless ISFOC induction motor drive based on MRAS scheme. Intenational Conference on Electrical Machines (ICEM), Rome 2010.