Wybrane zagadnienia w diagnostyce silników indukcyjnych

• Autorzy: Hickiewicz J. , Macek-Kamińska K.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono jakim badaniom winno się poddawać silniki indukcyjne w napędach elektrownianych. Szczególną uwagę zwrócono na silniki WN klatkowe w napędach potrzeb własnych. Przedstawiono potrzebę badań symulacyjnych i warunki jakie muszą być spełnione aby ich wyniki były wiarygodne. Zwrócono uwagę na eksploatacyjne pomiary diagnostyczne pozwalające na ocenę stanu silników i przydatność do dalszej pracy. Pokazano możliwości jakie w tym zakresie stwarzają: badania stanu izolacji napięciem stałym, badania stanu konstrukcji mechanicznej stojana pobudzeniem przez impuls elektromagnetyczny.

EN

The paper presents selected diagnostic tests which will be performed on induction motors used in electric drives in power plants[1, 2, 3]. In dynamic states, such as start-up, re-connection, etc., a rapid increase in the current and electromagnetic internal forces acting in the motor can occur. The dynamic states can cause a damage of the machine. There are proposed some dynamic simulation studies of electric drives as a method of diagnosing the causes of damage. The mathematical model of the induction machine (Section 2) [4, 5] [7, 8] is presented. There is also cited, previously developed by one of the authors [6], the method for determining the electromagnetic parameters of the model. In order to show the usefulness of the method, a comparison of measurements and calculations of some examples of dynamic processes is performed (Fig. 2). It concerns the energy-efficient induction motors [9] (Section 3). An example of comparison of the stator currents of energy-efficient motors obtained from simulating the dynamics of their start-up is presented in Fig. 5. It was noted that the damage of the rotor cage (Section 4) after improving the design of cages [10] and simplifying the methods for diagnosing the state of frames [11] [14] ceased to be a frequent cause of the induction motor damages. Measurements of the insulation state by constant voltage excitation, introduced by T. Glinka [12, 13] and widely used in power industry [14], are discussed in Section 5 (Fig. 6). The ways of estimating the insulation state are presented in [14, 15]. The usefulness of this method was proved on the motors activated after the flood [16]. The methods for testing the winding insulation are listed [17, 18, 19, 20]. The possibility of diagnosing the state of mechanical structures (housing, fixing, packages, etc.) by the method of stimulating with an electromagnetic pulse is also shown (Section 6). [14, 21].In the conclusions (Section 7) the necessity of dynamic simulation testing to verify the correctness of the selection of engines and to forecast the damages of engines is emphasized. The method for testing the winding insulation and the diagnosing of the state of mechanical structures by an electromagnetic pulse are assumed to be the ones of the future and development. The problem of diagnosing rolling bearing is not taken into consideration in the paper.

Słowa kluczowe

PL

silniki elektryczne; modelowanie i symulacja stanów dynamicznych; diagnostyka silników indukcyjnych; pomiary eksploatacyjne

EN

electric motors; modeling and simulation of dynamic states; diagnostics of induction motors; operating diagnostic measurements

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 55, nr 1
• Strony: 71--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Hickiewicz J.

autor

Macek-Kamińska K.

• Instytut Układów Elektromechanicznych i Elektroniki Przemysłowej, Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Hickiewicz J.: „Diagnostyka maszyn elektrycznych indukcyjnych”. Informator Instytutu Wojsk Lotniczych, III Krajowa Konferencja Diagnostyka Techniczna Urządzeń i Systemów, Szczyrk, 1995.
• [2] Dzierżanowski A., Hickiewicz J., Szymaniec S., Wach P.: „Diagnostyka napędów potrzeb własnych elektrowni”. Materiały VI Międzynarodowej Konferencji Naukowej Aktualne problemy w elektroenergetyce, tom I Kontrola, Politechnika Śląska, Gliwice-Kozubnik 1993, str. 113-121.
• [3] Hickiewicz J., Ławrowski Z., Macek-Kamińska K.: „Silniki indukcyjne w napędach elektrycznych”. IV Konferencja Elektrownie cieplne eksploatacja-modernizacje-remonty, Słok, wrzesień 1999, str. 101-104.
• [4] Hickiewicz J., Macek-Kamińska K., Kamiński M.: „Dynamiczne modele obliczeniowe maszyn indukcyjnych i ich identyfikacja”. Maszyny Elektryczne Zeszyty Problemowe BOBR ME Komel nr 69/2004, str. 133-138.
• [5] Hickiewicz J., Macek-Kamińska K., Wach P.: „A simulation of common-bus drivers in power plants”. Archiv für Elektrotechnik 75 (1992), s. 293-302.
• [6] Macek-Kamińska K.: „Estymacja parametrów modeli matematycznych silników indukcyjnych dwuklatkowych i głębokożłobkowych”. WSI w Opolu, Studia i monografie z. 61, Opole 1992.
• [7] Hickiewicz J., Macek-Kamińska K., Kamiński M., Wach P.: „Badania symulacyjne i eksperymentalne napędów grupowych potrzeb własnych elektrowni”. Wiadomości Elektrotechniczne, 1990, nr 7-8, s. 179-182.
• [8] Hickiewicz J., Kamiński M., Macek-Kamińska K., Wach P.: „Ocena zasilania rezerwowego napędów potrzeb własnych bloku energetycznego”. XXXII International Symposium on Electrical Machines, Cracow (Poland), June 26-29,1996, p. 69-74.
• [9] Herman W., Hickiewicz J., Macek-Kamińska K., Kamiński M.: „Silniki indukcyjne klatkowe o podwyższonej sprawności w elektrowniach”, Maszyny Elektryczne Zeszyty Problemowe BOBR ME Komel nr 73/2005, str. 31-35.
• [10] Zuziak P.: „Optymalizacja konstrukcji klatek silników asynchronicznych wysokiego napięcia na podstawie analizy naprężeń”, Energetyka nr 7, 1987, str. 151-154.
• [11] Szymaniec S.: Badania wibroakustyczne silników indukcyjnych trójfazowych klatkowych. Rozprawa doktorska. Wydział Elektryczny Politechniki Śląskiej, 1985.
• [12] Vajda D.: „Issledowanija povrejezdenij izolacji”, Energia, Moskwa 1968.
• [13] Glinka T.: „Badania diagnostyczne maszyn elektrycznych w przemyśle”. BOBR ME, KBN, Katowice 1998.
• [14] Ławrowski Z.: „Diagnostyka silników klatkowych wysokiego napięcia w energetyce na przykładzie Elektrowni Opole”. Rozprawa doktorska, Wydział Elektryczny Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999.
• [15] Glinka T.: „Klasyfikacja stopnia zużycia izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych”. Zeszyty Problemowe BOBR ME Komel, nr 68/2004, str. 13-17.
• [16] Ławrowski Z.: „Doświadczenia powodziowe dotyczące stanu izolacji silników wysokiego napięcia”. Materiały konferencyjne 4SPE-98, Wiadomości Elektrotechniczne nr 4, 1988, s. 196-199.
• [17] Stone G. C., Boulter E. A., Culbert I., Dhirani H.: „Electrical insulation for rotating machines”, IEEE PRESS Series on Power Engineering, USA, 2004.
• [18] Szymaniec S.: „Diagnostyka stanu izolacji uzwojeń i stanu łożysk silników indukcyjnych klatkowych w warunkach przemysłowej eksploatacji”, Studia i monografie z. 193, Politechnika Opolska, 2006.
• [19] Decner A., Glinka T., Polak A.: „Badania diagnostyczne izolacji zwojowej”. Zeszyty Problemowe BOBR ME Komel, nr 78/2008, str. 103-106.
• [20] Zgłoszenie patentowe P 382388 Układ pomiarowy i metoda badania izolacji zwojowej, BOBR ME Komel.
• [21] Hickiewicz J., Ławrowski Z., Sikora G.: „Porównane wyników pomiarów silnika indukcyjnego pobudzonego różnymi sposobami do drgań”, Wiadomości Elektrotechniczne nr 4, 2007, str. 32-34.