Detekcja i lokalizacja zwarć zwojowych silnika indukcyjnego zasilanego z przekształtnika częstotliwości

• Autorzy: Wolkiewicz M. , Kowalski C. T.

Warianty tytułu

EN

Turn to turn fault detection and localization of converter-fed induction motor using phase shift between stator voltage and current

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwości wczesnego wykrywania zwarć zwojowych w trzech fazach silnika indukcyjnego zasilanego z przekształtnika częstotliwości PWM. Do wykrywania i oceny zwarć zwojowych wykorzystano kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem oraz obliczony na jego podstawie wskaźnik progresji uszkodzenia stojana, który umożliwił również lokalizację wystąpienia uszkodzenia. Praktyczną użyteczność proponowanej metody sprawdzono w badaniach laboratoryjnych na silniku małej mocy w zakresie częstotliwości napięcia zasilania fs=10÷50Hz i różnych momentów obciążenia. Stopień uszkodzenia uzwojenia stojana modelowano poprzez zmianę liczby zwieranych zwojów, natomiast miejsce uszkodzenia poprzez modelowanie zwarć kolejno w każdej z faz uzwojenia stojana.

EN

This paper deals with a problem of the early stator faults (short-circuits) detection and localization in induction motors supplied from frequency converters. Method based on observation of the phase shift between the stator voltage and current is used for monitoring of condition of the stator windings. The fault level is modeled by changing number of shorted winding turns in one phase. Change of fault localizations is realized by modeling of turn to turn faults in each phase sequentially. The phase shift analysis is used for calculation of a stator fault progression indicator. Tests have been performed for different load torques and supply frequencies. The results have confirmed usefulness of the proposed analysis in diagnostics of the stator faults in converter-fed induction motor drives.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; monitorowanie; zwarcia zwojowe

EN

induction motor; monitoring; coil circuit; phase shift

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 64, nr 30
• Strony: 312--320
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Wolkiewicz M.

autor

Kowalski C. T.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław,

Bibliografia

• [1] BEHBAHANIFARD H., KARSHENAS H., SADOUGH A., Non-invasive On-line Detection of Winding Faults in Induction Motors –A Review. 2008 International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis, China, 2008, pp. 188-191.
• [2] BOUZID M. B. K., CHAMPENOIS G., BELLAAJ N. M., SIGNAC L., JELASSI K., An Effective Neural Approach for the Automatic Location of Stator Interturn Faults in Induction Motor, IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol. 55, No. 12, 2008, pp. 4277 – 4289.
• [3] GRUBIC S., ALLER J.M., LU B., HABETLER T.G., A Survey on Testing and Monitoring Methods for Stator Insulation Systems of Low-Voltage Induction Machines Focusing on Turn Insulation Problems. IEEE Transactions On Industrial Electronics, Vol.55, No.12, December 2008, pp. 4127-4136.
• [4] KOWALSKI Cz.T., WIERZBICKI R., WOLKIEWICZ M., Analiza wpływu uszkodzenia uzwojenia stojana silnika indukcyjnego na kat przesuniecia fazowego pomiedzy pradem i napieciem. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napedów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały. 2009, nr 29, s. 252-265.
• [5] KOWALSKI Cz.T., WIERZBICKI R., WOLKIEWICZ M., Modelowanie zwarc zwojowych silnika indukcyjnego zasilanego z przemiennika czestotliwosci. Przeglad Elektrotechniczny. 2010, R. 86, nr 4, s. 220-224.
• [6] SIDDIQUE A., YADAVA G.S., SINGH B., A Review of Stator Fault Monitoring Techniques of Induction Motors. IEEE Transactions On Energy Conversion, Vol.20, No.1, March 2005, pp. 106-114.
• [7] ZHANG P., DU Y., HABETLER T.G., LU B., A Survey of Condition Monitoring and Protection Methods for Medium Voltage Induction Motors. Energy Conversion Congress and Exposition, 2009. ECCE 2009. IEEE, pp.3165-3174.