Wyznaczanie momentu obciążenia silnika indukcyjnego w oparciu o pomiar strumienia poosiowego

• Autorzy: Ławrowski Z. , Duda A. , Petryna J. , Sułowicz M.

Warianty tytułu

EN

Determination of the load torque of an induction motor based on measurement of the axial flux

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia sposób wykorzystania sygnału strumienia z cewki pomiarowej, przyłożonej do silnika indukcyjnego, do oszacowania momentu obciążenia w stanie ustalonym. W tym celu na stacji prób, wyposażonej w układ do dokładnego pomiaru momentu obciążenia, wykonano kilka sesji pomiarowych silników klatkowych o różnych liczbach par biegunów: p = 1, 2, 3. Silniki te były obciążane odpowiednio w granicach od 10% do 110% swojego momentu znamionowego. Rejestrowano prądy stojana, moment na wale i strumień poosiowy dla każdej nastawianej wartości obciążenia. Strumień poosiowy był poddawany analizie widmowej. Z widma strumienia były wyznaczane aktualne obroty oraz odczytywane amplitudy strumienia, proporcjonalne do aktualnego momentu na wale. Wykonano charakterystyki odpowiednich amplitud strumienia w funkcji przyłożonego momentu obciążenia. Niezależnie, dla porównania, w oparciu o dokładnie odczytane z widma strumienia obroty oraz parametry silników, wyznaczono charakterystyki momentu metodą Klossa. Wniosek z przeprowadzonych badań jest taki, że dla indywidualnych silników jest możliwe dokładne wyznaczanie momentu obciążenia w oparciu o pomiar strumienia poosiowego.

EN

The paper presents the way how to use the axial flux signal from the measuring coil applied to the induction motor in order to estimate the load torque in a steady state. For this purpose, in the testing station equipped with a system for accurate measurement of the load torque, there were made several measurement sessions of squirrel-cage motors with different numbers of pole pairs p = 1, 2, 3. These motors were loaded respectively in the range of 10% to 110% of its rated torque. Recorded were the stator currents, the output torque and the axial flux for each load value set. The axial flux was subjected to spectral analysis. On the basis of the flux spectrum the actual speed and flux amplitudes proportional to the actual shaft torque were copied. The characteristics of suitable amplitudes of the flux as a function of the applied torque load were obtained. Regardless, for comparison, based on a precise readout of the speed and motor parameters from the flux spectrum, the torque characteristics were calculated by the Kloss method. The conclusion from the study is so that for the particular motor it is possible to determine accurately the load torque based on the measurement of the axial flux.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; strumień poosiowy; moment obciążenia; analiza widmowa

EN

induction motor; axial flux; load torque; spectral analysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 2 (110)
• Strony: 1--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Ławrowski Z.

• Energotest-Diagnostyka Sp. z o.o., Brzezie k. Opola

autor

Duda A.

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

autor

Petryna 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]. 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), pp. 24-34.
• [2]. Kokko V.: Condition monitoring of squirrelcage motors by axial magnetic flux measurements, Academic Dissertation, University of Oulu, 2003, Finland.
• [3]. Chmelík K., Foldyna J., Mišák S.: Magnetické pole v okolí asynchronního stroje, jeho zjišťování a využití, Electroscope, 2007, č. 2. Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta elektrotechnická.
• [4]. 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, pp.356 – 363.
• [5]. Petryna J., Sułowicz M., Duda A., Guziec K.: Wykorzystanie strumienia unipolarnego w diagnostyce maszyn prądu przemiennego. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 99, 2013, wyd. KOMEL, s. 85-90.
• [6]. Petryna J., Sułowicz M., Duda A.: Wykorzystanie strumienia poosiowego do badania stanów dynamicznych maszyn indukcyjnych małej i dużej mocy. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe nr 102, 2014, wyd. KOMEL, s. 165-171.
• [7]. Petryna J., Sułowicz M., Puzio L., Dziechciarz A.: Wykrywanie zwarć zwojowych w maszynach elektrycznych na stacji prób z wykorzystaniem cewki do pomiaru strumienia poosiowego. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe, nr 106, 2015, wyd. KOMEL, s. 185-190.
• [8]. Weinreb K., Duda A., Petryna J., Sułowicz M.: Diagnostyka ekscentryczności silnika indukcyjnego w oparciu o pomiar strumienia poosiowego. Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe nr 106, 2015, wyd. KOMEL, s. 13-20.

Uwagi

PL

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