How the axial flux of an induction motor can be used?

• Autorzy: Petryna Janusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.2874

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article contains the results of research within the project to apply unipolar (axial) flux to obtain diagnostic signals carrying the information of: electrical asymmetries of machinery (inter-turn stator short-circuits, cage damages); rotational speed of the rotor and load torque. Inter-turn stator short-circuits can be detected both at starting process time (when they appear most often), as well as in steady states. Detection of rotor cage defects in steady states has a character of a comparative study, and over time, as the defects develop. For standard drives that are powered from the network and work in open systems, by measuring the voltage following a unipolar flux, it is possible to make measurement and recording of motor speed, which usually is almost never provided under industrial conditions. The study shows that a simple in its construction, cheap coil can be a very useful diagnostic tool. The measurements were carried out at the laboratory and motor workplace in the power plant, while in the test station, during the loading, characteristics illustrating the dependence of the torque on the axial flux and on the rotational speed were obtained. A way of using a single measurement to estimate the torque has been proposed. The method is relatively simple to implement and allows for a fully non-invasive determination of the load torque.

Słowa kluczowe

EN

axial flux; rotor cage damage; inter-turn short circuit; load torque; rotational speed measurement; induction motor; testing station; contactless measurement

PL

strumień osiowy; uszkodzenie klatki wirnika; zwarcie między zwrotami; moment obciążenia; pomiar prędkości obrotowej; silnik indukcyjny; stacja testowa; pomiar bezdotykowy

• Wydawca: Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Tarnowie
• Czasopismo: Science, Technology and Innovation
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 5, no. 2
• Strony: 34--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Petryna Janusz

• Cracow University of Technology, ul. Warszawska 24, Krakow 31-155, Poland

Bibliografia

• 1. Ewert P. Use of Axial Flux in the Detection of Electrical Faults in Induction Motors. IEEE International Symposium on Electrical Machines (SME), 2017, 1-6.
• 2. Dorrell D.G, Thomson W.T, Roach S. Analysis of airgap flux, current, and vibration signals as a function of the combination of static and dynamic air-gap eccentricity in 3-phase induction motors. IEEE Transactions on Industry Applications. 1997; 33(1): 24-34.
• 3. Kokko V. Condition monitoring of squirrel-cage motors by axial magnetic flux measurements. Academic Dissertation. University of Oulu. 2003, Finland.
• 4. Gołebiowski L, Gołebiowski M, Noga M, Skwarczynski J. Axial flow in 3D FEM model of induction machine. Elektrotechnika i Elektronika. 2006;25(2):147-152.
• 5. Chmelík K, Foldyna J, Mišák S. Magnetické pole vokolí asynchronního stroje, jeho zjišťování a využití. Electroscope, č. 2. Západočeská univerzita v Plzni. Fakulta elektrotechnická. 2007.
• 6. Bobon A. 3D Finite Element Computation of Axial Flux in Induction Motor. Transactions on Electrical Engineering. 2012;1(3 A247);72-75.
• 7. Pietrowski W. Wavelet analysis of axial flux in an induction machine on no-load test. Electrical Review. 2012;88(7b/2012):20-23.
• 8. Jarzyna W. Diagnostic characteristics of Axial Flux in an Induction Motor. Seventh International Conference on Electrical Machines and Drives. 1995 (Conf. Publ. No. 412), 141-146.
• 9. Tulicki J, Sułowicz M, Petryna J. Application of the 2D field model to determine the axial flux signal for the purpose of diagnosing induction motors. 2017 18th International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering (ISEF) Book of Abstracts. Lodz. 2017. 1-2.
• 10. Petryna, J, Tulicki J, Sułowicz M. Calculating an electromechanical torque of a squirrel cage motor based on an axial flux obtained by the FEM, II International Conference of Computational Methods in Engineering Science (CMES’17), 2017, ITM Web Conf., Volume 15, 1-8, 2017.
• 11. Frosini L, Borin A, Girometta L, Venchi G. Development of a leakage flux measurement system for condition monitoring of electrical drives. 2011 IEEE International Symposium on SDEMPED, 5-8 Sept. 2011. 356 – 363.
• 12. Noga M, Petryna J. Dynamic states in induction machines with internal asymmetries. TH Ilmenau Wiss. Zeitschr. 4/90.
• 13. Keysan O, Ertan H.B. Higher Order Rotor Slot Harmonics for Rotor Speed & Position Estimation. 12th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment, OPTIM 2010. 416-421.
• 14. Tulicki, J, Petryna J, Sułowicz M. Fault diagnosis of induction motors in selected working conditions based on axial flux signals. Technical Transactions, Issue: 13. Electrical Engineering. 2016;3-E:99-113.
• 15. Ławrowski Z, Duda A, Petryna J, Sułowicz M. Wyznaczanie momentu obciążenia silnika indukcyjnego w oparciu o pomiar strumienia poosiowego. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne. 2016;110:1-8.
• 16. Sułowicz M, Tulicki J, Petryna J, Duda A. Wpływ uszkodzeń silnika indukcyjnego na dokładność bezkontaktowego wyznaczania momentu elektromagnetycznego z sygnału strumienia poosiowego, Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne. 2018;119:197-203.
• 17. Petryna J, Sułowicz M, Duda A. Wykorzystanie strumienia poosiowego do badania stanów dynamicznych maszyn indukcyjnych małej i dużej mocy. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne. 2014;2(102):165-171.
• 18. Petryna J, Sułowicz M, Puzio Ł, Dziechciarz A. Wykrywanie zwarć zwojowych w maszynach elektrycznych na stacji prób z wykorzystaniem cewki do pomiaru strumienia poosiowego. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne. 2015;2(106):185-190.
• 19. Petryna J, Sułowicz M, Duda A, Guziec K. Wykorzystanie strumienia unipolarnego w diagnostyce maszyn prądu przemiennego. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne. 2013;2(99):85-90.
• 20. Petryna J, Sułowicz M, Duda A, Ławrowski Z, Guziec K. Bezkontaktowe wyznaczanie momentu obciążenia silnika indukcyjnego na stanowisku pracy w energetyce w oparciu o pomiar strumienia poosiowego. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe. 2019;2(122):87-90.