Full Text - Politechnika Wrocławska

Transkrypt

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych
Nr 64
Politechniki Wrocławskiej
Nr 64
Studia i Materiały
Nr 30
2010
silnik indukcyjny, monitorowanie,
zwarcia zwojowe, przesunięcie fazowe
Marcin WOLKIEWICZ*, Czesław T. KOWALSKI*
DETEKCJA I LOKALIZACJA ZWARĆ ZWOJOWYCH
SILNIKA INDUKCYJNEGO ZASILANEGO
Z PRZEKSZTAŁTNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI
W artykule przedstawiono możliwości wczesnego wykrywania zwarć zwojowych w trzech fazach silnika indukcyjnego zasilanego z przekształtnika częstotliwości PWM. Do wykrywania i oceny
zwarć zwojowych wykorzystano kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem oraz obliczony na jego podstawie wskaźnik progresji uszkodzenia stojana, który umożliwił również lokalizację wystąpienia uszkodzenia. Praktyczną użyteczność proponowanej metody sprawdzono w badaniach laboratoryjnych na silniku małej mocy w zakresie częstotliwości napięcia zasilania fs = 10÷50 Hz
i różnych momentów obciążenia. Stopień uszkodzenia uzwojenia stojana modelowano poprzez zmianę liczby zwieranych zwojów, natomiast miejsce uszkodzenia poprzez modelowanie zwarć kolejno w
każdej z faz uzwojenia stojana.
1. WSTĘP
Uszkodzenia uzwojeń stojana są jednym z najczęściej występujących uszkodzeń elektrycznych w silnikach indukcyjnych i stanowią około 40% wszystkich uszkodzeń [6].
Związane są one zwykle z uszkodzeniem izolacji międzyzwojowej, międzyfazowej lub
głównej, spowodowanej przez wpływ różnych czynników degradacji [3, 7]. Uszkodzenia
uzwojeń stojana zaczynają się jako niezauważalne zwarcie zwojowe, które w końcu rozprzestrzenia się na całe uzwojenie powodując zwarcie główne. Przyjmuje się, że zwarcia
zwojowe są pierwotną przyczyną występowania innych rodzajów zwarć w uzwojeniach
stojana. W większości przypadków ten typ uszkodzeń postępuje ze zwoju do zwoju, fazy
do fazy lub fazy do ziemi powodując w konsekwencji trwałe uszkodzenia silnika. Stosowane obecnie układy zabezpieczeń nie reagują na zwarcia małej liczby zwojów w uzwojeniu jednej fazy, gdyż powodują one zbyt małe zmiany ilościowe w prądach fazowych.
__________
* Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych,
ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław, [email protected], [email protected]
313
Natomiast prąd powstający w zwartym obwodzie, o wartości niekiedy kilkadziesiąt razy
większej od prądu znamionowego, powoduje szybki wzrost temperatury, zniszczenie
izolacji i rozprzestrzenienie się efektów zwarcia na całe uzwojenie. Dlatego też, diagnozowanie tego typu uszkodzeń ma sens tylko w początkowej fazie powstawania uszkodzenia. Obecnie w praktyce przemysłowej najczęściej stosuje się drogie metody diagnozowania oparte o badanie stanu izolacji uzwojeń stojana, które wymagają odłączenia
maszyny od zasilania i podłączenia do specjalnego źródła zasilania i aparatury pomiarowej [3, 6, 7]. Są to więc najczęściej metody diagnostyczne inwazyjne i nie nadają się do
realizacji on-line. Jednocześnie trwają poszukiwania innych rozwiązań opartych o pomiar
i cyfrowe przetwarzanie sygnałów diagnostycznych, pozwalające na prowadzenie monitorowania stanu maszyny na bieżąco i alarmowanie użytkownika w początkowej fazie powstawania zwarcia [1, 5]. Zasilanie silników z przemienników częstotliwości wprowadziło dodatkowo szereg problemów eksploatacyjnych związanych z narażaniem izolacji
uzwojeń na przebicie ze względu na impulsowy charakter napięcia oraz trudności związane z monitorowaniem ze względu na odkształcenie sygnałów. W przeprowadzonych badaniach symulacyjnych [2, 5] oraz eksperymentalnych [4, 5] zauważono, że oprócz niewielkich zmian amplitudy prądów fazowych silnika indukcyjnego, zwarcia zwojowe
modelowane w jednej z faz silnika powodują zmiany w wartości przesunięć fazowych
pomiędzy prądem i napięciem stojana. Dodatkowo zastosowanie wskaźnika progresji
uszkodzenia uzwojenia stojana [4] umożliwia prowadzenie diagnostyki uzwojeń stojana
we wczesnej fazie uszkodzenia. Badania w [4] sugerują również możliwość wykorzystania zaproponowanego wskaźnika do lokalizacji zwarcia zwojowego (określenie w której
fazie nastąpiło zwarcie).
W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania przesunięcia fazowego
pomiędzy napięciem i prądem fazowym stojana do wykrywania i lokalizacji zwarć
zwojowych we wstępnej fazie ich powstawania, przy zasilaniu silnika z przekształtnika
częstotliwości.
2. METODYKA BADAŃ EKSPERYMENTALNYCH
Badania laboratoryjne przeprowadzono na silniku indukcyjnym małej mocy typu
STg 80x-4c (1,1 kW, liczba zwojów w jednej fazie stojana Ns = 292) zasilanego
z przekształtnika częstotliwości w zakresie częstotliwości fs = 10÷50 Hz, pracującego
w układzie otwartym (sterowanie skalarne). Badania przeprowadzono dla silnika obciążonego różnymi wartościami momentu obciążenia. W badanym silniku istniała
możliwość modelowania zwarć zwojowych stojana niezależnie w każdej z trzech faz.
Badania eksperymentalne przeprowadzono tylko do 8 zwartych zwojów w jednej
z faz, czyli około 3% całego uzwojenia, bez ograniczania prądu zwarciowego dodatkową rezystancją.
314
Obwód
zwarciowy
L1
L2
Obciążenie
Silnik prądu
stałego
PZB b44b
PWM
Silnik
indukcyjny
STg 80x-4c
L3
Przekształtnik
PWM
LabVIEW
φA, φB,
φC
Zbieranie
Obliczanie
danych
przesunięcia
pomiarowych
fazowego
NI PXI – 4472
NI PXI 8186
ξ
ξ A, ξ B,
ξC
Obliczanie
wskaźnika
progresji
uszkodzenia
?
Ocena
lokalizacji i
stopnia
uszkodzenia
Rys. 1. Schemat ideowy system pomiarowo-diagnostycznego
Fig. 1. The general scheme of the measurement-diagnostic system
Schemat ideowy układu przedstawiono na rys. 1. Do pomiarów i analizy prądów fazowych oraz napięć międzyfazowych stojana wykorzystano komputer przemysłowy
NI PXI 8186 z kartą pomiarową NI PXI – 4472. Ocenę wartości przesunięć fazowych
dokonano za pomocą wirtualnego przyrządu pomiarowo-diagnostycznego opracowanego w środowisku LabVIEW. Przesunięcia fazowe zostały wyznaczone z wykorzystaniem bloków funkcyjnych dostępnych bezpośrednio w programie LabVIEW. Wstępne
badania zastosowanych bloków funkcyjnych Extract Single Tone Information.vi wykazały różnice w kolejnych pomiarach przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem stojana na poziomi ±0,2º.
Poniżej zaprezentowano wyniki obliczeń kątów przesunięć fazowych pomiędzy
napięciem i prądem stojana w każdej z faz silnika indukcyjnego oraz zmiany wskaźnika progresji uszkodzenia uzwojenia stojana.
3. WYNIKI BADAŃ EKSPERYMENTALNYCH
Na rys. 2 przedstawiono zmiany kąta przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem
a prądem stojana w każdej z trzech faz silnika indukcyjnego w zależności od stopnia
uszkodzenia uzwojenia stojana (liczby zwojów zwartych w uzwojeniu fazowym stojana)
dla różnych obciążeń maszyny przy częstotliwości zasilania fs = 50 Hz. Rysunek 2a dotyczy przypadku, w który zwarcie zwojowe było realizowane w fazie A, rys. 2b zwarcie w fazie B, natomiast rys. 2c w fazie C.
315
a) zwarcie w fazie A
90
mo=mn
mo=0,4mn
φA [°]
b) zwarcie w fazie B
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
90
mo=mn
mo=0,4mn
φA [°]
c) zwarcie w fazie C
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
90
80
80
80
70
70
70
60
60
60
50
50
50
40
40
40
30
30
30
20
20
20
10
10
10
0
0
0
90
2
4
6
10
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
90
2
4
6
10
0
liczba zwartych zwojów
mo=mn
mo=0,4mn
φB [°]
8
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
90
80
80
80
70
70
70
60
60
60
50
50
50
40
40
40
30
30
30
20
20
20
10
10
10
0
0
0
90
2
φC [°]
4
6
8
10
mo=mn
mo=0,4mn
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
90
2
φC [°]
4
6
8
10
mo=mn
mo=0,4mn
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
90
80
80
70
70
70
60
60
60
50
50
50
40
40
40
30
30
30
20
20
20
10
10
10
0
0
2
4
6
8
10
2
4
6
8
10
mo=mn
mo=0,4mn
φB [°]
0
80
0
mo=0,6mn
mo=0
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
0
0
mo=0,8mn
mo=0,2mn
0
0
mo=mn
mo=0,4mn
φB [°]
8
mo=mn
mo=0,4mn
φA [°]
2
φC [°]
4
6
8
10
mo=mn
mo=0,4mn
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
0
0
2
4
6
8
10
0
2
4
6
8
10
Rys. 2. Zmiana kąta przesunięcia fazowego w fazach stojana silnika indukcyjnego w zależności od liczby
zwojów zwartych w uzwojeniu fazowym stojana oraz zmian momentu obciążenia dla częstotliwości
zasilania fs = 50 Hz: zwarcie w fazie A (a), zwarcie w fazie B, (b) zwarcie w fazie C (c)
Fig. 2. Change of the induction motor phase shift depending on the number of shorted turns and load
torque for supply frequency fs = 50 Hz: fault in phase A (a), fault in phase B (b), fault in phase C (c)
Jak wynika z przeprowadzonej analizy, wartość kąta przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem a prądem w każdej z faz silnika zmienia się w zależności od liczby
zwojów zwartych w uzwojeniu fazowym stojana, ponadto charakter oraz stopień tych
zmian zależy dodatkowo od fazy silnika, w której modelowane było uszkodzenie.
W przypadku zwarcia w fazie A (rys. 2a) przesunięcie fazowe φA w fazie A silnie maleje w zależności od liczby zwartych zwojów, w fazie B φB praktycznie pozostaje na
tym samym poziomie, natomiast w fazie C φC również maleje, lecz zakres zmian przesunięcia fazowego φC jest znacznie mniejsze niż w przypadku przesunięcia fazowego
φA. Zwarcia zwojowe modelowane w kolejnych dwóch fazach silnika (rys. 2b, 2c)
316
powodują analogiczne zmiany przesunięcia fazowego w każdej z faz silnika jak
w przypadku zwarcia w fazie A, z tym że największe zmiany widoczne są w fazie,
w której wystąpiło zwarcie. Dodatkowo zauważalny jest również silny wpływ momentu obciążenia na wartości przesunięcia fazowego w każdej z faz. Wraz ze
zwiększaniem momentu obciążenia badanego silnika maleje kąt przesunięcia fazowego w każdej z faz, zmniejsza się również stopień wrażliwości na modelowane
zwarcia zwojowe.
20
mo=mn
mo=0,4mn
ξA[°]
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
20
15
15
10
10
5
5
mo=mn
mo=0,4mn
ξA[°]
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
20
mo=mn
mo=0,4mn
ξA[°]
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
15
10
5
0
0
0
20
0
2
4
mo=mn
mo=0,4mn
ξB [°]
6
8
10
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
15
‐5
0
20
2
4
mo=mn
mo=0,4mn
ξB [°]
6
8
10
0
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
20
15
15
10
10
5
5
2
4
mo=mn
mo=0,4mn
ξB [°]
6
8
10
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
10
5
0
‐5
0
0
20
2
ξC [°]
4
mo=mn
mo=0,4mn
6
8
10
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
0
0
20
2
ξC [°]
4
mo=mn
mo=0,4mn
6
8
10
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
15
15
0
20
2
ξC [°]
4
mo=mn
mo=0,4mn
6
8
10
mo=0,8mn
mo=0,2mn
mo=0,6mn
mo=0
15
10
10
10
5
5
5
0
0
‐5
0
2
4
6
8
10
0
0
2
4
6
8
10
0
2
4
6
8
10
Rys. 3. Wskaźnik progresji uszkodzenia uzwojenia stojana w zależności od liczby zwojów zwartych
w uzwojeniu fazowym stojana oraz zmian momentu obciążenia dla częstotliwości zasilania fs = 50 Hz:
zwarcie w fazie A (a), zwarcie w fazie B, (b) zwarcie w fazie C (c)
Fig. 3. The progression indicator of the stator fault level depending on number of shorted turns and load
torque for supply frequency fs = 50 Hz: fault in phase A (a), fault in phase B (b), fault in phase C (c)
317
Do lepszego zobrazowania wpływu zwarć zwojowych na przesunięcie fazowe pomiędzy napięciem a prądem stojana wprowadzono wielkość określającą stopień
uszkodzenia uzwojenia stojana silnika indukcyjnego zdefiniowaną w [4] jako:
ξ k = φ0 − φk ,
(1)
gdzie:
ξ k –wskaźnik progresji uszkodzenia uzwojenia stojana w [°],
φ0 – kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem a prądem stojana w jednej fazie
silnika dla silnika nieuszkodzonego,
φk – kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem a prądem stojana w jednej fazie
silnika dla k = 0, 1 ,2 ,3, 5 i 8 zwartych zwojów.
Wartości wskaźnika progresji uszkodzenia uzwojenia stojana silnika indukcyjnego ξ w zależności od liczby zwojów zwartych w uzwojeniu fazowym stojana dla
różnych wartości obciążenia silnika przy częstotliwości zasilania fs = 50 Hz przedstawiono na rys. 3. Rys. 3a dotyczy przypadku, w który zwarcie zwojowe było modelowane w fazie A, rys. 3b zwarcie w fazie B, natomiast rys. 3c w fazie C,
W przypadku zwarcia w fazie A (rys. 3a) widoczny jest duży wzrost wskaźnika
progresji ξA w fazie A wraz ze zwiększaniem stopnia uszkodzenia stojana, w fazie B
ξB praktycznie pozostaje na tym samym poziomie, natomiast w fazie C również zauważalny jest wzrost wskaźnika ξC, lecz zakres zmian ξC jest znacznie mniejszy niż
w przypadku fazy A ξA. Analizując pozostałe przypadki występowania zwarć (rys.
3b, 3c) można zauważyć, że największy wzrost wartości zaproponowanego wskaźnika ξ widoczny jest w fazie, w której wystąpiło uszkodzenie, natomiast w pozostałych nieuszkodzonych fazach zakres zmian jest dużo mniejszy. Wielkość i charakter tych zmian pozwalają oprócz badania stopnia uszkodzenia uzwojenia stojana,
dokładnie określić jego lokalizację (w której fazie wystąpiło zwarcie). Niestety zauważalny jest również silny wpływ momentu obciążenia na wartości wskaźnika ξ
w każdej z faz, im większe obciążenie silnika tym wielkość zmian spowodowanych
zwarciami zwojowymi jest mniejszy, co w pewnej mierze utrudnia prowadzenie
diagnostyki uzwojeń stojana przy jego wykorzystaniu.
Rysunki 4 i 5 przedstawia zmiany wskaźnika progresji uszkodzenia uzwojenia
stojana silnika indukcyjnego ξ w zależności od liczby zwartych zwojów w uzwojeniu stojana dla różnych wartości częstotliwości zasilania dla silnika nieobciążonego
(rys. 4) oraz silnika obciążonego momentem znamionowym mo = mn (rys. 5).
Oprócz silnego wpływu momentu obciążenia na zmiany wskaźnika ξ (rys. 3) również duży wpływ ma częstotliwość napięcia zasilnia silnika fs. Im mniejsza częstotliwość napięcia zasilania tym wielkość zmian ξ spowodowanych zwarciami
zwojowymi w każdej z faz jest mniejszy.
318
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
ξA[°]
0
20
fs=10Hz
fs=40Hz
2
4
fs=10Hz
fs=40Hz
ξB[°]
fs=20Hz
fs=50Hz
6
fs=30Hz
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
8
10
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=30Hz
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
15
10
5
0
‐5
0
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
2
4
fs=10Hz
fs=40Hz
ξC[°]
6
8
10
fs=30Hz
20
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=30Hz
20
0
‐5
2
4
fs=10Hz
fs=40Hz
ξB[°]
2
8
4
10
6
fs=30Hz
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
8
10
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=30Hz
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
‐5
8
10
0
2
4
6
8
10
2
2
2
6
8
4
6
fs=30Hz
8
10
fs=20Hz
fs=50Hz
4
10
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=10Hz
fs=40Hz
ξC[°]
0
4
fs=10Hz
fs=40Hz
ξB[°]
0
0
6
0
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=10Hz
fs=40Hz
ξC[°]
6
5
4
fs=30Hz
5
10
2
fs=20Hz
fs=50Hz
10
15
0
fs=10Hz
fs=40Hz
ξA[°]
15
0
fs=20Hz
fs=50Hz
ξA[°]
0
fs=10Hz
fs=40Hz
6
fs=30Hz
8
10
Rys. 4. Wskaźnik progresji uszkodzenia uzwojenia stojana w zależności od liczby zwojów zwartych
w uzwojeniu fazowym stojana oraz zmian częstotliwości zasilania dla momentu obciążenia mo = 0:
Fig. 4. The progression indicator of the stator fault level depending on number of shorted turns and supply frequency for load torque mo = 0: fault in phase A (a), fault in phase B (b), fault in phase C (c)
4. PODSUMOWANIE
Przeprowadzone badania wykazały, że kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem fazowym lub wprowadzony wskaźnik progresji uszkodzenia uzwojenia stojana można wykorzystać do oceny lokalizacji zwarć zwojowych w fazach
stojana silnika indukcyjnego.
319
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
ξA[°]
0
20
fs=10Hz
fs=40Hz
2
4
fs=10Hz
fs=40Hz
ξB[°]
fs=20Hz
fs=50Hz
6
fs=30Hz
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
8
10
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=30Hz
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
15
10
5
0
‐5
0
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
2
4
fs=10Hz
fs=40Hz
ξC[°]
6
8
10
fs=30Hz
20
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=30Hz
20
0
‐5
2
4
fs=10Hz
fs=40Hz
ξB[°]
2
8
4
10
6
fs=30Hz
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
8
10
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=30Hz
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
‐5
8
10
0
2
4
6
8
10
2
2
2
6
8
4
6
fs=30Hz
8
10
fs=20Hz
fs=50Hz
4
10
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=10Hz
fs=40Hz
ξC[°]
0
4
fs=10Hz
fs=40Hz
ξB[°]
0
0
6
0
fs=20Hz
fs=50Hz
fs=10Hz
fs=40Hz
ξC[°]
6
5
4
fs=30Hz
5
10
2
fs=20Hz
fs=50Hz
10
15
0
fs=10Hz
fs=40Hz
ξA[°]
15
0
fs=20Hz
fs=50Hz
ξA[°]
0
fs=10Hz
fs=40Hz
6
fs=30Hz
8
10
Rys. 5. Wskaźnik progresji uszkodzenia uzwojenia stojana w zależności liczby zwojów zwartych
w uzwojeniu fazowym stojana oraz zmian częstotliwości zasilania dla momentu obciążenia mo = mn:
Fig. 5. The progression indicator of the stator fault level depending on number of shorted turns and
supply frequency for load torque mo = mn: fault in phase A (a), fault in phase B (b), fault in phase C (c)
Mankamentem proponowanej metody jest zależność kąta przesunięcia fazowego
oraz wskaźnika progresji od momentu obciążenia i wartości częstotliwości napięcia
zasilania silnika. W przypadku występowania częstych zmian obciążenia i częstotliwości napięcia zasilania może się okazać niezbędne zastosowanie dodatkowych sygnałów diagnostycznych lub wykorzystanie specjalnych technik opartych o sztuczną
inteligencję. Autorzy w dalszych pracach zamierzają zastosować neuronowy lub rozmyty detektor wykorzystujący wskaźnik progresji uszkodzenia uzwojenia stojana ξ,
który pozwoli na zbudowanie systemu diagnostycznego mniej wrażliwego na wielkości momentu obciążenia i częstotliwości zasilania.
320
Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2007-2010 jako projekt badawczy rozwojowy Nr R0101403.
LITERATURA
[1] BEHBAHANIFARD H., KARSHENAS H., SADOUGH A., Non-invasive On-line Detection of
Winding Faults in Induction Motors –A Review, 2008 International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis, China, 2008, 188–191.
[2] BOUZID M.B.K., CHAMPENOIS G., BELLAAJ N.M., SIGNAC L., JELASSI K., An Effective
Neural Approach for the Automatic Location of Stator Interturn Faults in Induction Motor, IEEE
Trans. on Industrial Electronics, Vol. 55, No. 12, 2008, 4277–4289.
[3] GRUBIC S., ALLER J.M., LU B., HABETLER T.G., A Survey on Testing and Monitoring Methods for
Stator Insulation Systems of Low-Voltage Induction Machines Focusing on Turn Insulation Problems.
IEEE Transactions On Industrial Electronics, Vol. 55, No. 12, December 2008, 4127–4136.
[4] KOWALSKI Cz.T., WIERZBICKI R., WOLKIEWICZ M., Analiza wpływu uszkodzenia uzwojenia
stojana silnika indukcyjnego na kąt przesunięcia fazowego pomiędzy prądem i napięciem. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia
i Materiały, nr 29, 2009, 252–265.
[5] KOWALSKI Cz.T., WIERZBICKI R., WOLKIEWICZ M., Modelowanie zwarć zwojowych silnika
indukcyjnego zasilanego z przemiennika częstotliwości. Przegląd Elektrotechniczny, 2010, R. 86,
nr 4, 220–224.
[6] SIDDIQUE A., YADAVA G.S., SINGH B., A Review of Stator Fault Monitoring Techniques of Induction Motors, IEEE Transactions On Energy Conversion, Vol. 20, No. 1, March 2005, 106–114.
[7] ZHANG P., DU Y., HABETLER T.G., LU B., A Survey of Condition Monitoring and Protection
Methods for Medium Voltage Induction Motors. Energy Conversion Congress and Exposition, 2009,
ECCE 2009, IEEE, 3165–3174.
TURN TO TURN FAULT DETECTION AND LOCALIZATION OF
CONVERTER-FED INDUCTION MOTOR USING PHASE SHIFT
BETWEEN STATOR VOLTAGE AND CURRENT
This paper deals with a problem of the early stator faults (short-circuits) detection and localization in
induction motors supplied from frequency converters. Method based on observation of the phase shift
between the stator voltage and current is used for monitoring of condition of the stator windings. The
fault level is modeled by changing number of shorted winding turns in one phase. Change of fault localizations is realized by modeling of turn to turn faults in each phase sequentially. The phase shift analysis
is used for calculation of a stator fault progression indicator. Tests have been performed for different load
torques and supply frequencies. The results have confirmed usefulness of the proposed analysis in diagnostics of the stator faults in converter-fed induction motor drives.

Full Text - Politechnika Wrocławska

Transkrypt

Podobne dokumenty

Urządzenie do wykrywania zwojów zwartych w cewkach.

Szczelina przywirnikowa

Wyznaczanie wektora B pola magnetycznego solenoidu

PPZ moje_CS3.indd

Wymiary główne maszyny prądu przemiennego

(Tytu\263owa Witczak.cdr)

str. 1

model polowo-obwodowy silnika indukcyjnego ze zwarciami