W artykule przedstawiono zaprojektowany i wykonany przez autorów system pomiarowo-diagnostyczny przeznaczony do diagnozowania stanu uzwojeń wirnika i wyznaczania parametrów pracy takich, jak prędkość obrotowa i moment elektromagnetyczny w oparciu o strumień unipolarny (poosiowy) silnika indukcyjnego, wychwytywany przy użyciu cewki pomiarowej. System składa się z dwóch niezależnych od siebie modułów, z których jeden przeznaczony jest do rejestracji i archiwizacji wartości True RMS pełnych i odfiltrowanych napięć pochodnych strumienia silnika w celach porównawczych stanu wirnika w czasie i wyznaczania momentu. Drugi służy zaś do rejestracji przebiegów czasowych i analizy widmowej w celu określenia aktualnego stanu wirnika i prędkości obrotowej na podstawie amplitud składowych poślizgowych widma i zawiera m.in. kartę pomiarową oraz komputer z oryginalnym oprogramowaniem i jest dodatkowo przystosowany do akwizycji sygnałów wyładowań niezupełnych, drgań i hałasu. W artykule zawarto przykłady analiz silników wykonanych w przemyśle przy użyciu systemu.
EN
The article presents the measuring diagnostic system designed and made by the authors, dedicated to diagnose the condition of the induction motor rotor windings and determination of its operating parameters based on the axial flux captured by the measuring coil. The system consists of 2 independent modules. One of them is dedicated to recording and archiving the True RMS values for full and filtered voltages – the derivatives of the motor flux, for comparative purposes of the rotor condition over time and determination of the torque, while the other one – to recording timelines and spectral analysis to determine the current rotor condition and the motor speed on the basis of the amplitudes of the slip components in the spectrum, and contains among others a measuring card and a computer with original software and is additionally adapted to acquisition of partial discharges signals, vibration and noise. The article contains examples of some motors analyzes performed in industry with use of the designed system.
Rzetelna diagnostyka maszyn indukcyjnych oprócz badania stanu izolacji uzwojeń, ich symetrii i ciągłości, stanu pakietu oraz drgań powinna uwzględniać również badanie na okoliczność ewentualnego nie centrycznego ustawienia wirnika względem osi stojana. Ekscentryczność ma bowiem wpływ na zużycie łożysk, poziom drgań mechanicznych wskutek powstawania niezrównoważonych sił naciągu magnetycznego, zagrożenie izolacji uzwojeń wskutek przenoszenia drgań o częstotliwości rzędu kHz, wreszcie w skrajnych przypadkach może skutkować zatarciem wirnika o stojan i zniszczeniem uzwojeń maszyny oraz termicznego uszkodzenia pakietu. Praca przedstawia wprowadzenie do diagnozy kilku rodzajów współczynników liczbowych, które w oparciu o widma prądów i strumienia poosiowego określają ilościowo poziomy podstawowych rodzajów ekscentryczności. Na kilku przykładach z pomiarów w przemyśle i laboratorium pokazano zmiany tych wskaźników wskutek powiększania się stopnia ekscentryczności. Metoda ta umożliwia wykrycie zmian tego zjawiska w czasie i określenie jego trendu.
EN
Reliable diagnostics of induction machines, in addition to investigating the condition of the Winding insulation, their symmetry and continuity and the condition of the core and vibrations as well, should also take into account the possible eccentric position of the rotor relative to the stator axis. Eccentricity has an impact on bearing wear, the level of mechanical vibrations due to unbalanced magnetic tension forces, the risk of winding insulation due to transmission of vibrations at a frequency of kHz, and in extreme cases it may result in rub of the rotor against the stator surface and destruction of the machine's windings and thermal damage to the core package. The work presents an introduction to the diagnosis some types of indicators - numerical coefficients that, based on the current and axial flux spectra, quantify the levels of basic eccentricity types. Several examples of measurements in the industry and laboratory show changes in these indicators due to the increasing degree of eccentricity. This method makes it possible to detect changes of this phenomenon in time and determine its trend.
W pracy przeanalizowano kilka przypadków negatywnych zjawisk towarzyszących eksploatacji silników indukcyjnych z asymetrią elektromagnetyczną. Zjawiska te, rozmaitego pochodzenia, nieraz nakładają się na siebie, utrudniając diagnozę. Rozpatrzono pracę silnika niskoobrotowego dużej mocy, emitującego specyficzny hałas, którego intensywność wzrastała w miarę zwiększania obciążenia. Wyniki badań wskazywały na defekt klatki z możliwym jednoczesnym zwarciem blach pakietu wirnika. Z kolei na stacji prób poddano badaniom dwa jednakowe silniki 6 kV, których praca sugerowała także symptomy wewnętrznej asymetrii elektromagnetycznej poprzez specyficzny dźwięk. Specyficzne zmiany sygnałów diagnostycznych mogą wskazywać na poważniejsze problemy w wirnikach, np. degradację pakietu spowodowaną zwarciami o szerokim zasięgu. Następnie w 3 części pracy przedstawiono wykorzystanie oryginalnej metody diagnostyki termograficznej wirnika dużej mocy i bardzo dużych gabarytów, opartej na nagrzewaniu wirnika przez wymuszony przepływ prądu przez wał, w celu weryfikacji wcześniejszej diagnozy stanu wirnika postawionej w oparciu o pomiar i analizę prądów fazowych silnika i strumienia poosiowego. Kamera termowizyjna rejestruje lokalne wzrosty temperatury w określonych miejscach wirnika i tym sposobem potwierdza zagrożone miejsca w klatce, a także w blachach i konstrukcji mechanicznej wirnika. Osobnym wyzwaniem jest tu zapewnienie wymuszenia prądu o natężeniu kilku kiloamperów, aby tym sposobem nagrzać wirnik.
EN
The study analyzed several cases of adverse events associated with the operation of induction motors with electromagnetic asymmetry. These phenomena, of various origin, often overlap, making it difficult to diagnose. A high power low speed motor, emitting a specific noise which intensity increased with increasing load, was considered. The test results indicated a defect in the rotor cage with a possible simultaneous short circuit inside the rotor sheet package. At the testing station two identical 6 kV motors which operation suggested symptoms of internal electromagnetic asymmetry by a specific sound, were subjected to the tests. Specific diagnostic signal changes may indicate more serious rotor problems, such as packet degradation caused by wide range short circuits. The 3rd part of the paper presents the use of the original thermographic method of diagnostics of high power and very large dimensions rotor, based on heating the rotor by forcing the current flow through the shaft, to verify the prior diagnosis based on the measurement and analysis of phase currents of the motor and its axial flux. The infrared camera records the local temperature increases in specific areas of the rotor and thus confirms the presence of exact endangered points of the cage, inside the core and the mechanical structure of the rotor as well. An extra challenge is to provide a forcing of several thousands of amps of the current intensity to thereby heat the rotor.
W artykule przedstawiono wykorzystanie oryginalnej metody diagnostyki termograficznej wirnika dużej mocy i bardzo dużych gabarytów, opartej na nagrzewaniu wirnika przez wymuszony przepływ prądu przez wał, w celu weryfikacji wcześniejszej diagnozy stanu wirnika postawionej w oparciu o pomiar i analizę prądów fazowych silnika i strumienia poosiowego. Kamera termowizyjna rejestruje lokalne wzrosty temperatury w określonych miejscach wirnika i tym sposobem potwierdza zagrożone miejsca w klatce, a także w blachach i konstrukcji mechanicznej wirnika. Osobnym wyzwaniem jest tu zapewnienie wymuszenia prądu o natężeniu wielu kiloamperów, aby tym sposobem nagrzać wirnik.
EN
The article presents the use of the original thermographic method of diagnostics of high power and very large dimensions rotor, based on heating the rotor by forcing the current flow through the shaft, to verify the prior diagnosis based on the measurement and analysis of phase currents of the motor and its axial flux. The infrared camera records the local temperature increases in specific areas of the rotor and thus confirms the presence of exact endangered points of the cage, inside the core and the mechanical structure of the rotor as well. An extra separate challenge is to provide a forcing of several thousands of amps of the current intensity to thereby heat the rotor.
Artykuł prezentuje zaprojektowany i wykonany przez autorów system pomiarowo-diagnostyczny przeznaczony głównie do diagnozowania stanu uzwojeń wirnika w oparciu o strumień unipolarny (poosiowy) silnika wychwytywany przy użyciu cewki pomiarowej. System składa się z dwóch niezależnych od siebie modułów, z których jeden przeznaczony jest do rejestracji i archiwizacji wartości True RMS pełnych i odfiltrowanych napięć pochodnych strumienia silnika w celach porównawczych w czasie. Drugi służy zaś do rejestracji przebiegów czasowych i analizy widmowej w celu określenia aktualnego stanu wirnika na podstawie amplitud składowych poślizgowych widma i zawiera m.in. kartę pomiarową oraz komputer z oryginalnym oprogramowaniem i jest dodatkowo przystosowany do akwizycji sygnałów wyładowań niezupełnych, drgań i hałasu. W artykule zawarto przykłady analiz silników wykonanych w przemyśle przy użyciu systemu.
EN
The article presents the measuring diagnostic system designed and made by the authors, dedicated primarily to diagnose the condition of the rotor windings based on the motor axial flux captured by use of a measuring coil. The system consists of 2 independent modules. One of them is dedicated to recording and archiving the True RMS values for full and filtered voltages - the derivatives of the motor flux, for comparative purposes over time, while the other one - to recording timelines and spectral analysis to determine the current rotor condition on the basis of the amplitudes of the slip components in the spectrum, and contains among others a measuring card and a computer with original software and is additionally adapted to acquisition of partial discharges signals, vibration and noise. The article contains examples of some motors analyzes performed in industry with use of the designed system.
W pracy przeanalizowano kilka przypadków negatywnych zjawisk towarzyszących eksploatacji silników indukcyjnych z asymetrią elektromagnetyczną. Zjawiska te, rozmaitego pochodzenia, nieraz nakładają się na siebie, utrudniając diagnozę. Rozpatrzono pracę silnika niskoobrotowego dużej mocy, emitującego specyficzny hałas, którego intensywność wzrastała w miarę zwiększania obciążenia. Aby wyjaśnić przyczyny zjawiska, oprócz pomiaru prądu w stanach dynamicznym i stanie ustalonym zastosowano pomiar strumienia unipolarnego oraz drgań mechanicznych, ponieważ sam pomiar prądu nie dawał całkowicie jednoznacznej odpowiedzi co do przyczyn problemu. Wyniki badań wskazały na defekt klatki z możliwym jednoczesnym zwarciem blach pakietu wirnika. Z kolei na stacji prób poddano badaniom 2 jednakowe silniki 6kV, których praca sugerowała także symptomy wewnętrznej asymetrii elektromagnetycznej poprzez specyficzny dźwięk. Tu podobnie dokonano pomiarów prądu, strumienia i drgań. W przypadku jednego z silników analiza odfiltrowanego prądu rozruchowego w postaci charakterystycznych modulacji wskazała na początkową degradację klatki i/lub ewentualne zwarcie części blach pakietu wirnika, na co wskazywałyby efekty akustyczne. W drugim przypadku kształt odfiltrowanego prądu rozruchowego diametralnie odbiegał od znanego wzorca, typowego dla defektu klatki. Specyficzne zmiany sygnału diagnostycznego mogą wskazywać na poważniejszy problem w wirniku, np. całkowitą degradację pakietu spowodowaną zwarciami o szerokim zasięgu.
EN
The study analyzed several cases of adverse events associated with the operation of induction motors with electromagnetic asymmetry. These phenomena, of various origin, often overlap, making it difficult to diagnose. A high power low speed motor, emitting a specific noise which intensity increased with increasing load, was considered. To explain the reasons for the phenomenon, in addition to the current measurement in the dynamic and steady states, a unipolar flux and mechanical vibrations measurements were applied because the current measurement did not give a completely clear answer as to the cause of the problem. The test results indicated a defect in the rotor cage with a possible simultaneous short circuit insi de the rotor sheet package. In turn, at the testing station two identical 6 kV motors which operation suggested symptoms of internal electromagnetic asymmetry by a specific sound, were subjected to the tests. Similarly, the measurements of current, flux, noise and vibration were carried out. In case of one of the motors the analysis of the filtered start-up current in the form of characteristic modulation pointed to the initial degradation of the cage and/or some short circuit of a portion of the rotor sheet package, what would the soundeffects indicate. In the second case, the shape of the filtered start-up current radically differed from the known standard pattern, typical for the cage defect. The specific changes to the diagnostic signal may indicato a serious problem in the rotor, for example a total degradation of the package due to a wide range short circuits inside.
Doświadczenia autorów w oparciu o pomiary laboratoryjne i przemysłowe wskazują, że poprzez pomiar strumienia poosiowego maszyny indukcyjnej można dokonywać oceny stanu wirnika podczas pracy. Pomiar ten jest łatwy do przeprowadzenia i wg autorów metoda diagnozowania oparta na takim pomiarze jest konkurencyjna w stosunku do metody MCSA, opartej na analizie widma prądu. Przez porównanie amplitud przebiegu czasowego strumienia można ocenić, czy w wirniku zaszły jakieś zmiany w postaci degradacji klatki. Odfiltrowanie sygnału we właściwym paśmie pokazuje wyraźną zależność poziomu sygnału dla danej maszyny od zakresu degradacji, w tym od liczby uszkodzonych prętów. Dla potrzeb szybkiej wstępnej oceny porównawczej stanu klatki zaprojektowano i wykonano przyrząd, oparty na pomiarze amplitudy strumienia poosiowego. Sygnał wyjściowy przyrządu może być także rejestrowany przez kartę pomiarową i posłużyć do szczegółowej analizy widmowej, umożliwiającej przeprowadzenie zaawansowanej diagnostyki.
EN
Experience of the authors based on the laboratory and industrial measurements indicate that by measuring the axial flux of an induction machine it is possible to evaluate the condition of the rotor during operation. This measurement is easy to carry and, according to the authors, the method of diagnosis based on such a measurements is competitive with respect to MCSA method based on the analysis of current spectrum. By comparing the amplitudes of the time course of the flux, one can determine whether the rotor suffered any changes in the form of degradation of the cage. Filtering the signal in the proper band shows a clear dependence of signal level for the machinery from the range of degradation, including the number of bars damaged. For the purpose of quick preliminary comparative evaluation of the rotor cage condition, an instrument based on the measurement of the amplitude of the axial flux, has been designed and manufactured. The output signal of the instrument can also be recorded by the data acquisition card and used for detailed analysis of the spectrum that allows the further advanced diagnostics.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł zawiera wyniki badań w ramach projektu wykorzystania cewki do pomiaru strumienia unipolarnego dla uzyskania sygnału diagnostycznego niosącego informacje: o niesymetriach elektrycznych maszyny (zwarcia zwojowe, defekty klatki); o prędkości obrotowej wirnika. Zwarcia zwojowe mogą być wykrywane zarówno w czasie rozruchu (kiedy to ujawniają się najczęściej), jak i w stanie ustalonym. Wykrywanie defektów klatki w stanie ustalonym ma charakter badania porównawczego, które powinno być ponawiane co jakiś czas w celu monitorowania ewentualnego rozwoju uszkodzenia. Dla napędów standardowych, które są zasilane z sieci i pracują w układach otwartych, można poprzez pomiar napięcia odwzorowującego strumień unipolarny dokonywać w razie potrzeby pomiaru i rejestracji prędkości obrotowej, co przeważnie prawie nigdy nie jest zapewniane w warunkach przemysłowych, również dla potrzeb pomiaru stanów dynamicznych i zmienności obrotów. W pracy pokazano, że prosta w swej konstrukcji, tania cewka może być bardzo przydatnym narzędziem diagnostycznym. Diagnozowanie maszyn tą metodą stanowić może cenne uzupełnienie, jak również potwierdzenie wyników badań zrealizowanych przy użyciu innych środków.
EN
The article contains the results of research within the project to use unipolar (axial) flux coil to obtain diagnostic signal carrying the information of: electrical asymmetries of machinery (inter-turn stator short-circuits, cage damages); rotational speed of the rotor. 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 is a comparative survey, which should be repeated from time to time in order to monitor the possible development of damage 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 as necessary to make measurement and recording of motor speed, which usually is almost never provided under industrial conditions, also for the purpose of measurement of dynamic states and variability of rotation. The study shows that a simple in its construction, cheap coil can be a very useful diagnostic tool. Diagnosing machines using this method can be a valuable supplement, as well as confirmation of the results of studies carried out by other means.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca przedstawia wyniki badań ukierunkowanych na diagnostykę wirników silników indukcyjnych w oparciu o pomiar strumienia magnetycznego, głównie osiowego. W tym celu przeprowadzone zostały pomiary bezpośrednie oraz rejestracje napięć z cewek pomiarowych oraz dla porównania prądów fazowych maszyn indukcyjnych 0.4 i 6 kV, różnych mocy i par biegunów. W przypadku silników 0.4 kV pomiary wykonano zarówno przy zasilaniu z sieci, jak i przetwornicy częstotliwości. Wyniki rejestracji poddano analizie widmowej. Badania potwierdziły tezę, że strumień, nie tylko osiowy, zawiera szereg informacji przydatnych w diagnozowaniu stanu uzwojeń stojana, wirnika i ekscentryczności, zarówno silników zasilanych z sieci, jak i z przetwornic częstotliwości, takich jak częstotliwość prądu wirnika, częstotliwość obrotowa, częstotliwości poślizgowe, wyższe częstotliwości obrazujące stopień ekscentryczności oraz częstotliwości związane z obciążeniem. Diagnostyka przy wykorzystaniu strumienia może być realizowana dwukierunkowo: jako szybkie badanie porównawcze (porównanie zmian amplitud w czasie) poprzez bezpośredni i z użyciem filtru dolnoprzepustowego pomiar amplitudy strumienia oraz jako badanie główne, przy użyciu analizy widmowej, umożliwiającej dokładne określenie wielkości, definiujących kondycję maszyny i stopień ewentualnego uszkodzenia. Zamieszczone wyniki analiz widm prądów fazowych wykazują dobrą korelację z rezultatami analiz widm strumieni, np. stopnia degradacji klatek. Ze względu na łatwość przeprowadzenia pomiaru i opracowania diagnozy metodę tę autorzy uznają za przydatną i skuteczną i wartą propagowania.
EN
The paper presents the results of studies directed to diagnosing of the induction motor rotor, based on the measurement of magnetic flux, mainly axial. For this purpose there were carried out direct measurements and recordings of measurement coil output voltages and for comparison - of the phase currents of 0.4 and 6 kV, various power and pairs of poles induction machines. For 0.4 kV motors the measurements were performed both for the mains supply and inverter as well. The results were subjected to FFT spectra analysis. The studies have confirmed the thesis that the flux, not only axial, contains a range of information useful in diagnosing the condition of the stator and rotor windings and rotor eccentricity, both for motors powered from the network as well as from frequency converters such as: the frequency of the rotor current, rotational frequency, slip frequencies, the higher frequencies showing the range of eccentricity and the frequencies associated with the load. Diagnosing of a cage with use of the axial flux can be realized in two directions: as a quick comparative test (comparing the changes in amplitude over time) through direct and using a low pass filter measurement of the flux amplitude; and as the main test using spectral analysis, allowing accurate determination of the quantities defining the condition of the machine and a measure of possible damage. The results of the analysis of phase currents spectra show good correlation with the results of spectral analysis of fluxes concerning the range of cages degradation. Due to the ease of measurement and the development of a diagnosis the authors consider the method useful and effective and worth promoting.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono porównanie skuteczności i jakości pomiarów wnz w izolacji generatora WN przy użyciu 2 różnych konstrukcji cewek Rogowskiego, instalowanych w różnych miejscach na wyjściu mocy generatorów. Autorzy sięgają do wyników doświadczeń, które miały rozstrzygnąć dopuszczalność instalowania standardowych cewek na kablach z pancerzem, łączących generator z transformatorem z punktu widzenia jakości sygnału i wiarygodności diagnozy. Metodą weryfikującą wspomnianą procedurę pomiarową jest pomiar z zastosowaniem elastycznych, specjalnie zaprojektowanych cewek Rogowskiego, umieszczonych na izolatorach przepustowych generatora. Cewki te dzięki swojej konstrukcji pasują do przepustów o różnych średnicach. Analiza wyników pomiarów wnz uzyskanych w tym samym czasie z obu źródeł wykazuje kompatybilność obu metod, ujawniając jednocześnie pewne różnice i prowadzi do sformułowania praktycznych wniosków. Jednym z nich jest to, że stosowanie łatwych do zainstalowania zestawów standardowych cewek na kablach z pancerzem, jest uzasadnione wynikami badań.
EN
The paper presents comparative studies of effectiveness and quality of PD measurements in HV generator insulation when Rogowski coils of 2 different designs, installed in different locations on the generator power output, were used. The authors traced back to their recent experimental results, which were expected to solve admissibility of installing standard coils on screened cables connecting the generator to the transformer, from the point of view of signal quality and reliability of diagnosis. The method of verifying the said measurement procedure is a measuring test with use of flexible, specially designed Rogowski coils mounted on the bushings of the generator output. These coils due to their structure match to bushings of different diameters. Analysis of PD measurement results obtained at the same time from both sources (cables and bushings) shows compatibility of both methods. It concurrently reveals some differences between applied methods and leads to practical conclusions. One of them is that the use of easy to install sets of standard coils on cables with screen, is justified by the results of research.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Diagnozowanie stanu izolacji dużych maszyn podczas normalnej pracy jest bardzo ważnym zadaniem w diagnostyce eksploatacyjnej całych ciągów technologicznych w procesie produkcyjnym albo wytwarzania energii. Okresowe badania izolacji silników i generatorów dużej mocy podczas normalnej ich pracy są bardzo ważne i stanowią cenne uzupełnienie pełnych porób i badań wykonywanych podczas postoju maszyn w okresie wykonywania ich remontów. Jednym ze sposobów oceny stanu izolacji jest przeprowadzenie pomiarów wyładowań niezupełnych w uzwojeniach maszyn i interpretacja sygnałów wyładowań oraz porównanie ich ze znanymi wzorcami wyładowań, typowymi dla określonych uszkodzeń izolacji. Ta metoda oceny stanu izolacji jest stosunkowo łatwa do wykonania i nie wymaga stosowania bardzo drogiej aparatury. Dla tej metody badań niezbędne jest zainstalowanie na przepustach lub przewodach, jak najbliżej wyprowadzenia mocy z generatora lub zasilania silnika, dedykowanych cewek Rogowskiego. Zarejestrowane i odpowiednio przetworzone sygnały z cewek pozwalają z bardzo dużym prawdopodobieństwem ocenić stan izolacji badanych maszyn. W artykule przedstawiono kilkuletnie doświadczenia z badań stanu izolacji maszyn prowadzone dla kilkunastu maszyn w energetyce i branży produkcyjnej.
EN
Diagnosing the condition of the insulation of large machines during normal operation is a very important task in the diagnosis of complete production lines operating in the manufacturing process or power generation. Periodic insulation testings of high power motors and generators during normal operation are very important and seem to be a valuable addition to the full tests and equipment survey at a standstill during their repairment. One of the ways to assess the state of the insulation is to carry out measurements of partial discharges in machines windings and their interpretation of and to compare obtained signals with the known patterns of typical discharges for specific breakage. This method of assessment of the insulation is relatively easy to perform and does not require the use of very expensive equipment. For this method of research it is necessary to install dedicated Rogowski coils as close as possible to the machine: on generator output bushings or motor supply cables. Properly recorded and processed signals from the coils allow to evaluate the state of insulation of tested machines with a high probability. The article presents several years of experience in researches of h.v. machines insulation based on examples of over a dozen machines in power generation industry and manufacturing industry as well.
Artykuł zawiera wyniki badań w ramach projektu wykorzystania cewki do pomiaru strumienia unipolarnego dla uzyskania sygnału diagnostycznego niosącego informacje: o niesymetriach elektrycznych maszyny (zwarcia zwojowe, defekty klatki); o prędkości obrotowej wirnika. Zwarcia zwojowe mogą być wykrywane zarówno w czasie rozruchu (kiedy to ujawniają się najczęściej), jak i w stanie ustalonym. Wykrywanie defektów klatki w stanie ustalonym ma charakter badania porównawczego oraz w miarę rozwoju defektu klatki. Dla napędów standardowych, które są zasilane z sieci i pracują w układach otwartych można poprzez pomiar napięcia odwzorowującego strumień unipolarny dokonywać w razie potrzeby pomiaru i rejestracji prędkości obrotowej, co przeważnie prawie nigdy nie jest zapewniane w warunkach przemysłowych, również dla potrzeb pomiaru stanów dynamicznych i zmienności obrotów. W pracy pokazano, że prosta w swej konstrukcji, tania cewka może być bardzo przydatnym narzędziem diagnostycznym. Diagnozowanie maszyn tą metodą stanowić może cenne uzupełnienie, jak również potwierdzenie wyników badań zrealizowanych przy użyciu innych środków.
EN
The article contains the results of research within the project to use unipolar (axial) flux coil to obtain diagnostic signal carrying the information of: electrical asymmetries of machinery (inter-turn stator short-circuits, cage damages); rotational speed of the rotor. 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 as necessary to make measurement and recording of motor speed, which usually is almost never provided under industrial conditions, also for the purpose of measurement of dynamic states and variability of rotation. The study shows that a simple in its construction, cheap coil can be a very useful diagnostic tool. Diagnosing machines using this method can be a valuable supplement, as well as confirmation of the results of studies carried out by other means.
Bezinwazyjne diagnozowanie silników indukcyjnych klatkowych z dodatkową klatką rozruchową jest ważnym zagadnieniem w diagnostyce eksploatacyjnej tego typu maszyn. Szczególnie jest to istotne w przypadku maszyn, dla których dokonuje się częstych i długich rozruchów. Równie ważne jest zweryfikowanie powszechnie stosowanych metod diagnozowania stanu klatki rozruchowej tych maszyn. Jednym ze sposobów weryfikacji jest przeprowadzenie pomiarów porównawczych dla silnika: zdrowego i z uszkodzoną klatką rozruchową. W artykule przedstawiono wyniki takich pomiarów oraz przeprowadzono analizę dla dwóch takich samych silników dużej mocy. Pomiary przeprowadzono dla rozruchu maszyn oraz w stanie ustalonym. Wyniki pomiarów dla stanu ustalonego analizowano przy wykorzystaniu analizy FFT poszukując symptomów uszkodzeń w widmach prądu. Dla przetworzenia przebiegów prądów rozruchowych zastosowano filtrację cyfrową oraz ciągłą i dyskretną transformację falkową. W podsumowaniu analiz dokonano próby unormowania wskaźników ocen diagnostycznych do postawienia trafnej diagnozy co do stanu klatki rozruchowej badanych maszyn indukcyjnych.
EN
Non-invasive diagnosing of induction motors with additional starting cage seems to be an important issue in operating diagnosis of this type of machines. This is particularly important in case of machinery subjected to frequent and long starts. Equally important is also to verify commonly used methods of diagnosing starting cages of these machines. One of ways is to perform comparative measurements for a healthy motor and the motor with starting cage damage. This paper presents the results of comparative measurements and analysis for two identical high power motors one of which was healthy and the other had experienced a starting cage damage. The measurements were performed during motors start-up and during steady state operation as well. The results of steady-state measurements were analyzed with use of FFT in order to search for symptoms of damages in motor current spectra. For purpose of motors start-up currents waveforms processing, a digital filtering and continuous and discrete wavelet transformations were used. In the summary, it is shown an attempt of normalization of diagnostic assessments rates for accurate diagnosis about the state of starting cages of tested
Diagnozowanie stanu izolacji dużych maszyn podczas normalnej pracy jest bardzo ważnym zadaniem w diagnostyce eksploatacyjnej całych ciągów technologicznych w procesie produkcyjnym albo wytwarzania energii. Okresowe badania izolacji silników i generatorów dużej mocy podczas normalnej ich pracy są bardzo ważne i stanowią cenne uzupełnienie pełnych prób i badań wykonywanych podczas postoju maszyn w okresie wykonywania ich remontów. Jednym ze sposobów oceny stanu izolacji jest przeprowadzenie pomiarów wyładowań niezupełnych w uzwojeniach maszyn i interpretacja sygnałów wyładowań oraz porównanie ich ze znanymi wzorcami wyładowań typowymi dla określonych uszkodzeń izolacji. Ta metoda oceny stanu izolacji jest stosunkowo łatwa do wykonania i nie wymaga stosowania bardzo drogiej aparatury. Dla tej metody badań niezbędne jest zainstalowanie na przepustach lub przewodach, jak najbliżej wyprowadzenia mocy z generatora lub zasilania silnika dedykowanych cewek Rogowskiego. Zarejestrowane i odpowiednio przetworzone sygnały z cewek pozwalają z bardzo dużym prawdopodobieństwem ocenić stan izolacji badanych maszyn. W artykule przedstawiono kilkuletnie doświadczenia z badań stanu izolacji maszyn prowadzone dla kilkunastu maszyn w energetyce i branży produkcyjnej.
EN
Diagnosing the condition of the insulation of large machines during normal operation is a very important task in the diagnosis of complete production lines operating in the manufacturing process or Power generation. Periodic insulation testings of high power motors and generators during normal operation are very important and seem to be a valuable addition to the full tests and equipment survey at a standstill during their repairment. One of the ways to assess the state of the insulation is to carry out measurements of partial discharges in machines windings and their interpretation of and to compare obtained signals with the known patterns of typical discharges for specific breakage. This method of assessment of the insulation is relatively easy to perform and does not require the use of very expensive equipment. For this method of research it is necessary to install dedicated Rogowski coils as close as possible to the machine: on generator output bushings or motor supply cables. Properly recorded and processed signals from the coils allow to evaluate the state of insulation of tested machines with a high probability. The article presents several years of experience In researches of h.v. machines insulation based on examples of over a dozen machines in power generation industry and manufacturing industry as well.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.