Faults detection in cage induction motor with parallel branches

• Autorzy: Weinreb K. , Sułowicz M. , Petryna J.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.247.6046

Warianty tytułu

PL

Wykrywanie uszkodzeń w silniku indukcyjnym klatkowym z gałęziami równoległymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The subject of the study is to analyze the effectiveness of early detection of damage to the stator winding with two parallel branches in the cage induction motor, by evaluating changes in the waveforms of branch currents in steady state operation. Harmonic components of the Fourier spectrum of circulating current, defined as the difference between the transient values of currents in the branches of the winding, were adopted as the indicators of branch current change evaluation. For a given low-power motor, several cases of a section short- circuiting in one of the winding branches were examined, for both symmetric and asymmetric air gap and for resistive symmetry and asymmetry of the rotor cage. The studies show a greater influence of damages on the changes in the amplitudes of selected harmonics of the circulating current, in comparison to changes of the stator phase current corresponding harmonics.

PL

Przedmiotem artykułu jest analiza efektywności wykrywania uszkodzeń wewnętrznych w silniku indukcyjnym klatkowym z dwiema gałęziami równoległymi uzwojenia stojana, przez ocenę zmian w przebiegach prądów gałęziowych w ustalonym stanie pracy. Za wskaźniki oceny zostały przyjęte harmoniczne widma Fouriera prądu cyrkulacyjnego, zdefiniowanego jako różnica wartości chwilowych prądów w gałęziach uzwojenia. Dla silnika małej mocy zbadano przypadki zwarcia części jednej z gałęzi uzwojenia dla symetrycznej oraz niesymetrycznej szczeliny powietrznej oraz symetrycznej i niesymetrycznej rezystancyjnie klatki wirnika. Wykazano większy wpływ uszkodzenia na zmiany amplitud wybranych harmonicznych prądu cyrkulacyjnego, w porównaniu do zmian analogicznych harmonicznych prądu fazowego stojana.

Słowa kluczowe

EN

induction motor; stator winding with parallel branches; fault detection; circulating current

PL

silnik indukcyjny; uzwojenie stojana z gałęziami równoległymi; wykrywanie uszkodzenia; prąd cyrkulacyjny

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 2-E
• Strony: 53--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., wykr., tab.

Twórcy

autor

Weinreb K.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

autor

Sułowicz M.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

autor

Petryna J.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Wolkiewicz M., Kowalski Cz. T., Nieinwazyjne metody wczesnego wykrywania zwarć zwojowych w silniku indukcyjnym zasilanym z przemiennika częstotliwości, cz. I, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne nr 87, wyd. BOBRME Komel, 2010, 145–150.
• [2] Antonino-Daviu J., Jover Rodriguez P., Riera-Guasp M., Pineda-Sa´nchez M., Arkkio A., Detection of combined faults in induction machines with stator parallel branches through the DWT of the startup current, Mechanical Systems and Signal Processing, 23, 2009, 2336–2351.
• [3] Rodriguez P., Rzeszucinski P., Sulowicz M. et al., Stator circulating currents as media of fault detection in synchronous motors, SDEMPED 2013, Proceedings, 207–214.
• [4] Petryna J., Sułowicz M., Duda A., Guziec K., Wykorzystanie strumienia unipolarnego w diagnostyce maszyn prądu przemiennego; Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 2/2013 (99), wyd. BOBRME Komel, 85–90.
• [5] Weinreb K., Węgiel T., Sułowicz M., Wpływ wewnętrznych niesymetrii w silniku asynchronicznym klatkowym na własności widma prądu stojana, Przegląd Elektrotechniczny, nr 11, 2006, 80–83.
• [6] Weinreb K., Sułowicz M., Skuteczne wykrywanie ekscentryczności dynamicznej w silniku asynchronicznym, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne nr 83, wyd. BOBRME Komel, 2009, 207–212.
• [7] Weinreb K., Diagnostics of an Induction Motor Rotor by the Spectral Analysis of Stator Currents, Thermal Engineering, ,Vol. 60, No. 14, 2013, 1006–1023.
• [8] Weinreb K., Sułowicz M., Petryna J., Wykrywanie uszkodzeń uzwojenia stojana w silniku indukcyjnym klatkowym z gałęziami równoległymi, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne nr 103, wyd. BOBRME Komel, 2014, 71–76.
• [9] Wan Shuting, Li Heming, Li Yonggang and Meng Fanchao, Analysis of stator winding parallel-connected branches circulating current and its application in generator fault diagnosis, Fourtieth IAS Annual Meeting. Conference Record of the 2005 Industry Applications Conference, Vol. 1, 2005, 42–45.

Uwagi

EN

Presented results of the research, which was carried out under the theme No. E-2/581/2016/DS, was funded by the subsidies on science granted by Polish Ministry of Science and Higher Education.