Wykrywanie niesymetrii klatki rozruchowej silnika indukcyjnego dwuklatkowego w stanie ustalonym

• Autorzy: Tulicki J. , Sułowicz M.

Warianty tytułu

EN

Detection of asymmetry of starting cage in a double cage induction motor in steady state

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykrywanie uszkodzeń wewnętrznych wirnika o charakterze elektrycznym silników indukcyjnych dwuklatkowych jest zadaniem trudnym i wieloetapowym. Szczególnie ważna, w przypadku określenia zakresu remontu wirnika jest informacja, która klatka uległa uszkodzeniu. Celem niniejszego artykułu jest wskazanie skutecznej metody rozróżnienia uszkodzeń obwodów klatki rozruchowej od klatki pracy w stanie ustalonym z niesymetriami rezystancyjnymi prętów lub pierścieni zwierających. W pracy rozważono silnik z dwoma najczęściej występującymi konstrukcjami wirnika ze wspólnym i osobnymi pierścieniami zwierającymi obwody klatek. Przeprowadzono analizy diagnostyczne dla prototypowego silnika indukcyjnego dwuklatkowego małej mocy, w przypadku którego zarejestrowano sygnały prądów stojana podczas pomiarów w laboratorium. Wyniki pomiarów porównano z obliczeniami uzyskanymi z modelu polowego silnika indukcyjnego dwuklatkowego z niesymetrycznymi obwodami wirnika.

EN

Detecting internal damages of an electrical rotor of double cage induction motors is a difficult and multistage task. Particularly important, in the case of determining the scope of repair of the rotor, is the information that would allow one to determine which cage of the rotor has been damaged. The purpose of the article is to indicate an effective method of distinguishing failures of the starting cage from a working cage, with the resistive asymmetries of bars or rings. In the article the authors considered a motor with two most common rotor designs, i.e. with the common and separate rings the circuits of cages, respectively. Diagnostic analysis was performed for a double cage low-power induction motor prototype for which stator current signals were recorded during the measurements in the laboratory.The results of the measurements were compared against the calculations obtained using the finite element model (FEM).

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny dwuklatkowy; asymetria klatki wirnika; diagnostyka uszkodzeń; model polowy

EN

double cage induction motor; rotor cage asymmetry; fault diagnosis; finite element mode

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 3 (119)
• Strony: 131--137
• 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]. J. Antonino-Daviu, M. Riera-Guasp, J. PonsLlinares, J. Park, S. Bin Lee, J. Yoo, C. Kral "Detection of Broken Outer-Cage Bars for Double-Cage Induction Motors Under the Startup Transient", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 48, no. 5, str. 1541-1548, 2012.
• [2]. M. Bernatt, R. Rut, J. Mróz "Rotor cage failures", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 78, str. 7-12, 2008.
• [3]. K. Boughrara, R. Ibtiouen "Analytical Modeling of Double Cage Rotor Induction Motors in Healthy and Broken Bars Conditions", 2014 International Conference on Electrical Sciences and Technologies in Maghreb (CISTEM), str. 302-308, 2014.
• [4]. B. Drak "Start-Up cages failures of induction motor double-cage rotors", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 97, str. 63-66, 2012.
• [5]. K. N. Gyftakis, D. K. Athanasopoulos, J. Kappatou "Broken Bar Fault Diagnosis in Single and Double Cage Induction Motors Fed by Asymmetrical Voltage Supply", 2013 9th IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives (SDEMPED), str. 402-406, 2013.
• [6]. A. Głowacz, Z. Głowacz, "Diagnosis of the three-phase induction motor using thermal imaging",Infrared Physics & Technology, Vol. 81, str. 7-16, 2017.
• [7]. A. Głowacz, W. Głowacz, Z. Głowacz, J. Kozik, M. Gutten, D. Korenciak, Z. F. Khan, M. Irfan, E. Carletti "Fault Diagnosis of Three Phase Induction Motor Using Current Signal, MSAF-Ratio15 and Selected Classifiers", Archives of Metallurgy and Materials, Vol. 62(4), str. 2413-2419, 2017.
• [8]. A. Głowacz, Z. Głowacz "Wykrywanie uszkodzeń w silnikach elektrycznych z zastosowaniem metody analizy harmonicznej", Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa, Tom 45(12), str. 5-9.
• [9]. R. Miksiewicz "Diagnostic of double squirrel cage motors with broken bars", XI. International Conference on Low Voltage Electrical Machines, LVEM'2011, 7-8 Nov. 2011, Brno-Slapanice, str. 401-407.
• [10]. R. Miksiewicz "Diagnostyka silników indukcyjnych dwuklatkowych z uszkodzonymi prętami", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 95, str. 83-85, 2012.
• [11]. R. Miksiewicz "Diagnostyka silników indukcyjnych dwuklatkowych z uszkodzonymi prętami", Napędy i Sterowanie, Nr 5, str. 66-70, 2013.
• [12]. J. Park, B. Kim, J. Yang, S. Bin Lee, E. J. Wiedenbrug, M. Teska, S. Han "Evaluation of the Detectability of Broken Rotor Bars for Double Squirrel Cage Rotor Induction Motors", 2010 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Atlanta, GA, str. 2493-2500, 2010.
• [13]. W. Rams, J. Rusek "Induction – machine cage state diagnosis by supply from two phases", XXX Sympozjum Maszyn Elektrycznych, Kazimierz Dolny, Mat. Konf., str. 395-401, 1994.
• [14]. W. Rams, J. Rusek, M. Wierzcholski "Kontrola symetrii klatki w silnikach indukcyjnych przy zasilaniu dwufazowym", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 50, str. 100-103, 1995.
• [15]. W. Rams, J. Rusek, M. Wierzcholski "Diagnostics of cage asymmetry of induction machine by two-phase supply", 40. Int. Wiss. Kolloquium, Ilmenau 18-21.09.1995, Mat. Konf., str. 649-654.
• [16]. J. Rusek "Komputerowa analiza maszyny indukcyjnej z wykorzystaniem bilansu harmonicznych", Wydawnictwa AGH, Kraków 2000.
• [17]. M. Sułowicz, J. Petryna, K. Weinreb, K. Guziec "Porównawcze pomiary defektów klatek rozruchowych silników indukcyjnych pod kątem wykorzystania w diagnostyce", Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 2, str. 77-83, 2013.
• [18]. J. Tulicki, K. Weinreb, M. Sułowicz "The Possibility of distinguishing rotor cage bar faults in double squirrel cage induction motors on the basis of the stator current signal", 2017 International Symposium on Electrical Machines (SME) , Naleczow, 2017, pp. 1-6.

Uwagi

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