Wykrywanie uszkodzenia wirnika silnika indukcyjnego z wykorzystaniem adaptacyjnego estymatora rezystancji

• Autorzy: Bednarz S.

Warianty tytułu

EN

Detection of the induction motor rotor fault using adaptive parameter estimator

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono możliwość wykrywania uszkodzenia prętów klatki wirnika silnika indukcyjnego z wykorzystaniem metody opartej na identyfikacji parametrów. Technika ta bazuje na założeniu, że wybrane uszkodzenia mogą objawiać się zmianami parametrów silnika, a ich estymacja i obserwowanie tych zmian pozwala na wczesną identyfikację uszkodzenia. Przy czym, w przypadku pęknięcia prętów klatki wirnika, objawem może być wzrost rezystancji schematu zastępczego wirnika. W zaproponowanym podejściu do estymacji rezystancji wirnika wykorzystano układu adaptacyjny z modelem odniesienia (MRAS). Badania silnika indukcyjnego przeprowadzono w bezpośredniej polowo-zorientowanej strukturze sterowania wektorowego. W artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych, ktore wykonano w środowisku MATLAB/Simulink.

EN

This paper deals with the broken rotor bars detection in squirrel-cage induction motor using parameter identification approach. This technique is based on the assumption, that the chosen failures may result in motor parameters variations. Estimation and observation of parameters changes allows to incipient fault detection. In the case of broken rotor bars, increase of the rotor resistance value may be a good fault symptom. In the proposed system, the rotor resistance estimator is based on the model reference adaptive system (MRAS). The induction motor is operating in the direct field-oriented control structure, under different conditions. Simulation results are performed in MATLAB/Simulink software.

Słowa kluczowe

PL

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

EN

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

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 2 (118)
• Strony: 107--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bednarz S.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1]. S. Bachir, S. Tnani, J. C. Trigeassou, G. Champenois, "Diangosis by parameter estimation of stator and rotor faults occurring in induction machines", IEEE Transactions on Industrial Electronics, nr 3, str. 963-973, 2006.
• [2]. Sz. Bednarz, "Rotor fault compensation and detection in the sensorless induction motor drive", Power Electronics and Drives, nr 2, str. 71-80, 2017.
• [3]. K. R. Cho, J. H. Lang, S. D. Umans, "Detection of broken bars in induction motor using state and parameter estimation", IEEE Transactions on Industry Applications, nr 3, str. 702-709, 1992.
• [4]. F. Filipetti, A. Bellini, G. A. Capolino, "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.
• [5]. Cz. T. Kowalski, R. Wierzbicki, "Zastosowanie rozszerzonego obserwatora stanu i parametrow do wykrywania uszkodzeń uzwojenia wirnika oraz stojana silnika indukcyjnego", Maszyny Elektryczne –Zeszyty Problemowe, nr 84, str. 65-69, 2009.
• [6]. Cz. T. Kowalski, "Diagnostyka układow napędowych z silnikiem indukcyjnym z zastosowaniem metod sztucznej inteligencji", Oficyna Wydawncza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013.
• [7]. M. S. Nait Said, M. Benbouzid, A. Benchaib, "Detection of broken bars in induction motor using an Extended Kalman Filter for rotor resistance sensorless estimation", IEEE Transactions on Energy Conversion, nr 1, str. 66-70, 2000.
• [8]. T. Orłowska-Kowalska, "Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi", Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003.
• [9]. T. Orłowska-Kowalska, M. Dybkowski, "Industrial systems. Current state and development trends", Power Electronics and Drives, nr 1, str. 5-25, 2016.
• [10]. T. Orłowska-Kowalska, Cz. T. Kowalski, M. Dybkowski, "Rotor fault analysis in the sensorless field oriented controlled induction motor drive", Automatika, nr 2, str. 149-156, 2010.
• [11]. M. Pawlak, T. Orłowska-Kowalska, "Zastosowanie uproszczonego modelu dwuosiowego do modelowania uszkodzeń wirnika silnika klatkowego", Przegląd Elektrotechniczny, nr 10, str. 48-53, 2006.
• [12]. S. Szymaniec, "Badania, eksploatacja i diagnostyka zespołów maszynowych z silnikami indukcyjnymi", Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole 2013.
• [13]. R. Wierzbicki, Cz. T. Kowalski, "Wykrywanie uszkodzeń uzwojenia wirnika przekształtnikowego napędowego z silnikiem indukcyjnym", Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe, nr 87, str. 179-184, 2010.
• [14]. K. Zawirski, J. Deskur, J. Kaczmarek, "Automatyka napędu elektrycznego", Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 2012.
• [15]. Y. Agrebi Zorgani, Y. Koubaa, M. Boussak, "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.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).