Zastosowanie strumienia poosiowego do oceny stanu technicznego silnika klatkowego w trakcie rozruchu. Część I: niesymetria wirnika

• Autorzy: Tulicki J. , Sułowicz M.

Warianty tytułu

EN

Application of the axial flux to the assessment of the induction motor during the start-up process. Part I: rotor asymmetry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem strumienia unipolarnego w diagnostyce uzwojeń stojana oraz klatki wirnika silnika indukcyjnego. Analizowano przebiegi sygnałów napięciowych proporcjonalne do strumienia poosiowego zarejestrowane podczas rozruchu. Dokonano szczegółowej oceny skuteczności rozróżniania uszkodzeń dla wybranego sygnału diagnostycznego oraz możliwości zastosowania proponowanych algorytmów na stanowisku laboratoryjnym lub stacji prób. Obiektem analiz diagnostycznych był zmodyfikowany konstrukcyjnie silnik Sg112M-4 z zabudowaną cewką pomiarową i wymiennymi wirnikami o różnym stopniu niesymetrii klatki. Silnik ten miał również wyprowadzone odczepy, z wybranych zwojów dwóch cewek faz stojana, umożliwiające wykonanie symulowanych zwarć międzyzwojowych. Badany silnik klatkowy został obciążony prądnicą obcowzbudną, umożliwiającą zmianę momentu mechanicznego w całym zakresie charakterystyki. Artykuł podzielono na dwie części. Pierwsza część dotyczy wykrywania niesymetrii wirnika. W części drugiej przedstawiono wyniki pomiarów i analiz dla niesymetrii stojana spowodowanej zwarciami zwojowymi oraz uszkodzeń stojana i wirnika występujących łącznie.

EN

The article presents the research results of the unipolar flux application in the diagnostic of the stator winding and rotor cage of the induction motor. The waveforms of the voltage signals proportional to the axial flux, registered during the starting process, were analyzed. The detailed assessment of the effectiveness of failure distinction for chosen diagnostic signal is made. The application possibility of this algorithm on the testing station and laboratory test bench is shown. The research object is the Sg112M-4 motor of modified construction with built-in measurement coil and changeable rotors of different degree of the cage asymmetry. This motor contains also the terminal with chosen coil turns of the stator phase used to realize the turn-to-turn short circuit. The investigated squirrel cage motor was loaded by the separately excited DC generator allowing to modify the mechanical torque in the whole range of the motor torque characteristic. The paper consists of two parts. The first concerns the detection process of the rotor asymmetry. The second part presents the measurement results and its analysis for the case of stator asymmetry caused by the turn short circuit and the stator and rotor failure at the same time.

Słowa kluczowe

PL

strumień poosiowy; diagnostyka silnika indukcyjnego; stan przejściowy; uszkodzenie klatki

EN

axial flux; diagnosis induction motor; transient state; rotor cage damage

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 2 (110)
• Strony: 147--154
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Tulicki J.

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

autor

Sułowicz M.

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

Bibliografia

• [1]. Biernat A., Góralski P.: Zastosowanie pomiaru strumienia osiowego do okresowej diagnostyki silników indukcyjnych w zakładach przemysłowych. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 4/2014 (104), wyd. KOMEL, s. 247-252.
• [2]. Duda A., Petryna J., Sułowicz M., Guziec K.: Metoda wstępnej oceny stanu wirnika silnika indukcyjnego przy pomocy dedykowanego przyrządu opartego na pomiarze strumienia poosiowego. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe nr 2/2015 (106), wyd. KOMEL, s. 59-63.
• [3]. Frosini L., Borin A., Girometta L., Venchi G.: A novel approach to detect short circuits in low voltage induction motor by stray flux measurement. Electrical Machines (ICEM), 2012 XXth International Conference on Marseille.
• [4]. Glinka T.: Maszyny elektryczne i transformatory Podstawy teoretyczne, eksploatacja i diagnostyka. Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL 2015.
• [5]. Gołębiowski L., Gołębiowski M., Noga M., Skwarczyński J.: Strumień osiowy w modelu 3D MES maszyny indukcyjnej. Elektrotechnika i Elektronika, Tom 25, Zeszyt 2, 2006.
• [6]. Kokko V.: Condition Monitoring of Squirrel-Cage Motors by Axial Magnetic Flux Measurements. Department of Electrical Engineering, Optoelectronics and Measurement Techniques Laboratory, University of Oulu, Oulu 2003.
• [7]. Kowalski Cz. T.: Diagnostyka układów napędowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013.
• [8]. Paszek W.: Stany nieustalone maszyn elektrycznych prądu przemiennego. WNT, Warszawa 1986.
• [9]. Petryna J., Sułowicz M., Duda A.: Wykorzystanie strumienia poosiowego do badania stanów dynamicznych maszyn indukcyjnych małej i dużej mocy. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe nr 2/2014 (102), wyd. KOMEL, s. 165-171.
• [10]. Petryna J., Sułowicz M., Puzio Ł., Dziechciarz A.: Wykrywanie zwarć zwojowych w maszynach elektrycznych na stacji prób z wykorzystaniem cewki do pomiaru strumienia poosiowego. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe nr 2/2015 (106), wyd. KOMEL, s. 185-190.
• [11]. Petryna J., Sułowicz M., Duda A., Guziec K.: Wykorzystanie strumienia unipolarnego w diagnostyce maszyn prądu przemiennego. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe nr 2/2013 (99), wyd. KOMEL, s. 85-90.
• [12]. Pietrowski W.: Zastosowanie radialnej sieci neuronowej w diagnostyce uszkodzeń uzwojenia stojana maszyny indukcyjnej klatkowej. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe nr 88/2012, wyd. KOMEL, s. 93-96.
• [13]. Pole G. O.: Application of Magnetic Fields To Aid The Detection and Diagnosis of Induction Motor Drive Faults. University of Wales Institute Cardiff, January 2009.
• [14]. Pusca R., Romary R., Fireteanu V., Ceban A.: Finite Element Analysis and Experimental Study of The Near-Magnetic Field for Detection of Rotor Faults in Induction Motors. Progress in Electromagnetics Research B, Vol. 50, 37-59, 2013.
• [15]. Swędrowski L.: Pomiary w diagnostyce silników indukcyjnych klatkowych. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2013.
• [16]. Szymaniec S.: Badania, eksploatacja i diagnostyka zespołów maszynowych z silnikami indukcyjnymi. Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole 2013.
• [17]. Weinreb K., Duda A., Petryna J., Sułowicz M.: Diagnostyka ekscentryczności silnika indukcyjnego w oparciu o pomiar strumienia poosiowego. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe nr 2/2015 (106), wyd. KOMEL, s. 13-20.
• [18]. Zieliński T.J.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności 2007.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę