Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fault diagnosis of induction motors rotor using current signature with different signal processing techniques

Guezam Abdelhak, Bessedik Sid Ahmed, Djekidel Rabah

Diagnostyka

|

2022

|

Vol. 23, No. 2

art. no. 2022201

EN

The popularity of asynchronous machines, particularly squirrel cage machines, stems from their inexpensive production costs, resilience, and low maintenance requirements. Unfortunately, potential flaws in these devices might have a negative impact on the facility's profitability and service quality. As a result, diagnostic tools for detecting flaws in these types of devices must be developed. Asynchronous machine problems can be diagnosed using a variety of methods. Signal processing techniques based on extracting information from characteristic quantities of electrical machine operation can provide highly useful information about flaws. The purpose of this research is to develop efficient algorithms based on numerous signal processing approaches for correctly detecting asynchronous cage machine rotor defects (rotor bar ruptures).

2

Detection of faults in the asynchronous machine by the use of smartmaterials

Regaz A., Zegnini B., Mahi D., Boukezzi L.

Diagnostyka

|

2018

|

Vol. 19, No. 3

43--54

EN

This paper aimed with diagnosis of defects in asynchronous machine. The used method is based on the exploitation of the behavioural laws of magnetostrictive and piezoelectric materials, under harmonic regime, used in the construction of the asynchronous machine. Piezoelectric sensors are used both in the stator and in the rotor. The used one in the stator serves to detect the rupture at the stator windings and the one used in the rotor helps us to detect the rupture of the rotor bars. The produced electric potential in the terminals of piezoelectric sensor is due to the deformation generated by magnetic induction under the effect of magnetostriction. A finite element method (FEM) is selected to be the resolution numerical method. This method is used for modelling the asynchronous machine under anomaly conditions and non-load.

3

Obliczanie prądów zwarciowych w systemie elektroenergetycznym

Baran K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2015

|

z. 34 [292], nr 4

29--45

PL

W artykule przedstawiono rodzaje zwarć. W obliczeniach wielkości zwarciowych posługujemy się normami, które zostały wymienione w artykule. Opisane są wielkości charakterystyczne prądu zwarciowego: prąd zwarciowy początkowy Iκ”, prąd zwarciowy udarowy ip, prąd wyłączeniowy symetryczny Ib , prąd zwarciowy ustalony Iκ, zastępczy cieplny prąd zwarciowy Ith. Źródłem prądu zwarciowego oprócz generatorów są silniki synchroniczne, asynchroniczne i kompensatory synchroniczne. W przykładzie obliczeniowym pokazano, kiedy należy uwzględniać wpływ silników przyłączonych do sieci. Obliczając prądy zwarciowe należy przeliczać impedancje z jednego poziomu na inny, najczęściej na poziom napięcia w miejscu zwarcia. W artykule przedstawiono cel obliczeń zwarciowych. Zwarciu zwykle towarzyszy przepływ prądu o wartości znacznie większej niż w warunkach znamionowych. Prądy zwarciowe mogą wywierać działania cieplne i dynamiczne. Cieplne działanie prądów zwarciowych objawia się zniszczeniem lub stopieniem przewodów, izolacji, urządzeń elektrycznych. Duża wartość prądów zwarciowych przyczynia się do powstania sił dynamicznych, które są groźne dla konstrukcji urządzeń elektrycznych oraz izolatorów. W sieciach z punktem neutralnym izolowanym prądy zwarcia doziemnego nie osiągają dużych wartości, ale ich działanie stwarza niebezpieczeństwo przepięć oraz możliwość porażenia w miejscu zwarcia. W obliczeniach zwarciowych pomija się wszystkie nieliniowości w obwodach zastępczych, parametry poprzeczne elementów obwodu, prądy obciążeniowe, a napięcie w punkcie sieci elektroenergetycznej jest równe napięciu znamionowemu, pomija się regulację przekładni transformatorów. W tworzeniu modeli matematycznych systemu elektroenergetycznego uproszczenia powinny dawać wartości prądów zwarciowych większe od tych, które można zarejestrować i zmierzyć. W celu ograniczenia skutków zwarć należy dobierać urządzenia do wartości prądów zwarciowych, stosować szybkie i skuteczne zabezpieczenia, stosować dławiki oraz zmianę konfiguracji sieci.

EN

The article treats of types of short circuits. The norms used in the calculation of short circuits values are all mentioned in this article. The paper also describes parameters characteristic of short circuit current: Iκ” - initial symmetrical short-circuit current , ip - maximum current, Ib - short-circuit breaking current, Iκ - steady-state short-circuit current, Ith - thermal short-circuit current. The source of short circuit current lies not only in generators but also in synchronous and asynchronous machines, and synchronous compensators. The sample calculation given in the article shows when the influence of machines connected to the network should be taken into account. When calculating short circuit current the impedance from one level to another must be counted. Most frequently, it is the level of the current at the short circuit point that should be allowed for. The present article discusses the aim of the short circuit calculations. The short circuit itself is usually accompanied by current flows the value of which is much bigger than in the nominal conditions. Short circuit currents may exert thermal and dynamic effects. Thermal effects lead to damaging or melting of wires, and insulation of electric devices. The high value of short circuit currents contributes to the occurrence of dynamic forces which pose a threat to the construction of electric devices and insulators. In the networks with the insulated neutral point the ground short circuit currents do not reach very high values, but their occurrence constitute a danger of over-voltage and electric shock. In the short circuit calculations all the non-linear elements in the replacement circuits, as well as the cross parameters of the circuit and load currents, are neglected. The current at the point of electrical power grid equals the nominal currant. The actual position of the transformer regulator does not have to be taken into account. In creating mathematical models of the electrical power system the calculated values of the short circuit current should be higher than those which can be measured. In order to reduce the adverse effects of short circuits all the electric devices should be chosen according to the value of the short circuit current. What is more, choke coils, network configuration, and effective protection ought to be applied.

4

Modern Direct Torque and Flux Control methods of an induction machine supplied by three-level inverter

Sikorski A., Kulikowski K., Korzeniewski M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2013

|

Vol. 61, nr 4

771--778

EN

This paper describes two modern direct torque and flux control methods of an induction machine supplied by a three-level inverter. Additionally, it presents a comparison of the methods both in static and dynamic states. The methods, in a specific way, make use of an increased number of active vectors of the three-level inverter in order to improve control quality and reduce switching frequency. The two methods modify the DTC method by using its advantages and eliminating, at the same time its drawbacks. In static states the comparison was based on the results of investigations performed for two different load values and three set values of angular speed, whereas in dynamic states the comparison was focused on the behavior of the machine at startup. The results of the investigations have shown that both methods give very good performance. They are characterized by both sinusoidal shape of flux and low current deformations even at low angular speeds i.e. less than 10% of the nominal value. The presented methods also allow to generate nominal flux for set zero angular speed in order to achieve excitation of the induction machine. The switching frequencies for both methods are very similar in almost the whole range of control but the methods have shown some differences in control quality, particularly for higher torque values.

5

Comparison of numerically determined noise of a 290 kW induction motor using FEM and measured acoustic radiation

Nahlaoui M. Al, Steins H., Kulig S., Exnowski S.

Archives of Electrical Engineering

|

2013

|

Vol. 62, nr 2

195--207

EN

In this paper a comparison of numerically determined and measured electromagnetically exited noise of an induction motor is presented. The calculations are accomplished using FEM for an example motor, which is a 290 kW inverter-fed asynchronous machine. The approach starts with the electromagnetic and mechanical consideration. The focus is set on acoustic considerations, which contain the 3D-FE-model and measurement setup in the sound chamber.

6

Comparison of numerically determined noise of a 290 kW induction motor using fem and measured acoustic radiation

Al Nahlaoui M., Steins H., Kulig S., Exnowski S.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2012

|

Vol. 66, nr 32, t. 1

333-338

EN

Abstract - In this paper a comparison of numerically determined and measured electromagnetically exited noise of an induction motor is presented. The calculations are accomplished using FEM for an example motor, which is a 290 kW inverter-fed asynchronous machine. The approach starts with the electromagnetic and mechanical consideration. The focus is set on acoustic considerations, which contain the 3D-FE-model and measurement setup in the sound chamber. The determination of the induction and force waves is presented using parts of the results. In the case of the mechanical modeling the three dimensional FE-model is shown.

7

Efficiency improvement due to direct torque and flux three levels three areas control method applied to small hydroelectric power plant

Kulikowski K., Sikorski A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2011

|

Vol. 59, nr 4

569-574

EN

The paper presents a description of a new DTFC3L3A (direct torque and flux control three levels three areas) control method of induction machine as well as its comparison with the DTC method. The basis for the comparison is the switching frequency of described methods. The proposed method is optimized to reduce number of switchings (which is proportional to switching power losses) in static state, as well as it takes into account the angle which makes it possible to obtain a sinusoidal shape of flux within range of low angular frequencies of an asynchronous machine. The paper includes the results of experiments performed on a three level DC/AC inverter for both control methods.

8

Bezczujnikowe sterowanie wymuszające dynamikę generatora dwustronnie zasilanego

Jarek G., Gierlotka K.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2010

|

R. 78, nr 12

28-33

PL

Przedstawiono możliwość zastosowania sterowania wymuszającego dynamikę w powiązaniu ze sterowaniem połowo zorientowanym do regulacji mocy maszyny asynchronicznej dwustronnie zasilanej.

EN

The paper presents the possibility to apply dynamics forcing control system interrelated with field-oriented control system for control of power of double-fed asynchronous machine.

9

Multicriterial optimization of the asynchronous machine

Sames M., Chrobacek K.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2008

|

Vol. 62, nr 28

138-143

EN

The goal of our work is to apply an optimization algorithm to design asynchronous machine and improve several output parameters simultaneously. Such optimization is called multicriterial optimization. We are looking to find compromise design with the best (at least to keep the original) output parameters and the lowest production cost. The model makes possible to compute all output parameters important for optimization which are used in optimization procedure. We have chosen the weighting method that deals with weights as the significance of output parameters. The cost function to be maximized (to reach the best output variables) is assembled and optimization algorithm applied. Because of the cost function's shape the random optimization algorithm has been chosen.

PL

Praca dotyczy wykorzystanie algorytmów optymalizacyjnych przy projektowaniu maszyn asynchronicznych. Maszyna optymalizowana jest tak, by zachowane były ważne parametry pierwotne maszyny (sprawność, współczynnik mocy), przy minimalnych kosztach materiałów. Koszt maszyny obliczany jest z masy oraz średnich kosztów aktywnych podzespołów maszyny. Optymalizacja zawiera śledzenie nagrzewania się statora, które obliczamy za pomocą strat oraz współczynników empirycznych uzyskanych z pomiarów. Optymalizację nazywano wielokryterialną, ponieważ śledzi ona siedem wybranych parametrów wyjściowych równocześnie. Do zestawienia wartości fitness wykorzystano metodę wagową z dogodnymi funkcjami normującymi, których zaletą jest proste nastawianie ważności poszczególnych parametrów. Algorytm optymalizacji dobrano z uwzględnieniem charakteru badanego przebiegu oraz wymagań na czas rozwiązania. Wykorzystano jedną z metod wyszukiwania przypadkowego, algorytm MCRS (Modified Control Random Search), który bazuje na metodzie simpleks zaprojektowanej przez naszych kolegów z uniwersytetu. Zoptymalizowana maszyna na podstawie dobranych postulatów zachowuje wszystkie ważne parametry wyjściowe i jednocześnie wykazuje niższe koszty dzięki odpowiedniemu doborowi zmiennych projektowych oraz funkcji normowania i wag.

10

Modyfikacja strategii przełączeń w metodzie DTC użytej do sterowania maszyny indukcyjnej dwustronnie zasilanej

Jeleń M., Gierlotka K.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 198

39-48

PL

W artykule opisano układ bezpośredniego sterowania momentu (DTC) maszyny indukcyjnej dwustronnie zasilanej. Podano zasady sterowania momentu elektromagnetycznego silnika i mocy biernej w obwodzie stojana maszyny. Omówiono zalety i wady metody DTC oraz przedstawiono modyfikację metody, polepszającą właściwości układu. Przedstawiono wybrane wyniki badań symulacyjnych oraz laboratoryjnych.

EN

The direct torque control system of a double-fed induction machine is de-scribed in the paper. The principles of the control of the motor torque and of the reactive power in the stator circuit are presented. Advantages and faults of the DTC method are discussed and a modificated algorithm, ensuring better quality of the machine operation is proposed. The chosen results of simulation and experimental tests of the machine con-trolled according to the described method are presented in the paper.

11

Analiza falkowa przebiegów maszyny asynchronicznej

Gołębiowski L.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2005

|

R. 81, nr 10

30-35

PL

Do obliczenia przebiegów zmiennych stanu maszyny asynchronicznej zastosowano model "multislice 2.5D". Model ten oblicza pole magnetyczne w przekrojach prostopadłych do osi maszyny wykorzystując metodę elementów skończonych. Dla celów analizy guasi-stacjonarnych przebiegów w maszynie przedstawiono alternatywną do metody krótkoczasowego przekształcenia Fouriera (STFT) metodę falek (wavelet). Przedstawiono propozycję rozwiązania trudności numerycznych związanych z implementacją tej metody.

EN

A multislice, 2.5 dimensional model was used to calculate the state variables waveforms of the asynchronous machine. In this model, a magnetic field is calculated, in orthogonal to the machine's axis, two-dimensional intersections with the use of the finite element method. The wavelet transform was used to visualize the waveform's harmonic components. The performed analysis showed that the wavelet transform can be successfully used in the analysis of the asynchronous machine's waveforms, as an alternative to the short time Fourier transform.

12

Rotating field in induction motor under consideration of anisotropy and cutting strains of steel sheets

Zagradisnik I., Slemnik B.

Journal of Technical Physics

|

2002

|

Vol. 43, no 4

521-525

EN

The rotating magnetic field in a symmetrical induction machine supplied with a sine-shaped and balanced system shows an asymmetrical shape if the magnetic medium is anisotropic. The shape of the air gap magnetic flux distribution is repeated twice per one revolution of the rotating field in a two-pole machine. The harmonic analyses show that all components rotate with variable magnitudes and non-uniform speeds. The variations are greater if the order of the component is higher. Only odd harmonics occur. Due to the spatial dependence of reluctance and the electric voltage balance in an induction machine, the magnetizing current also shows a spatial dependence.

13

Interaction of saturation of magnetic circuits for the main and leakage fluxes in induction machines

Sobczyk T. J.

Journal of Technical Physics

|

2002

|

Vol. 43, no 4

475-481

EN

The paper presents a model of induction machines, in which saturation for both the main and leakage fluxes of individual windings is represented. The model operates with the real winding currents what gives a chance to model saturation of leakage magnetic circuits separately for each winding. The saturation of the main magnetic circuit is modelled by introducing a magnetising current denned analytically by all machine currents. Such a model allows to study the interaction of saturation of separately treated magnetic circuits of the main and leakage fluxes. Remarkable results of simulations are shown in the paper.

14

Strategia monitorowania i obliczeń dynamiki maszyny asynchronicznej

Mazur D., Stojek Z., Janas L., Łakota W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

1999

|

z. 52 [174]

457-462

EN

The goal of this paper is the evaluation of forces and moments in asynchronous motor made with OPERA 2D. The effect of static and dynamic eccentricities and damage of bars and sector rings on motor operation at steady state has been discussed here. The results of computations were compared against the measurements. For the diagnostic measurements the MotorMonitor™ program has been applied. It was possible to attain high computational effectiveness due to the application CONVEX computers of ACK "CYFRONET".