Nieinwazyjne metody wczesnego wykrywania zwarć ... - Komel

156
Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 87/2010
stojana niezaleŜna od modelowanych zwarć
zwojowych. W przypadku zasilania f s =50Hz
przy zamodelowanym 1 zwartym zwoju, powstające
uszkodzenie uzwojenia stojana przeciwdziała
wewnętrznej asymetrii silnika powodując
symetryzację maszyny oraz moŜliwą
błędną interpretację uszkodzenia. Przy zwarciu
większej ilości zwojów widoczna asymetria
spowodowana jest juŜ modelowanym uszkodzeniem.
Dodatkowo zmniejszanie częstotliwości
zasilnia f s powoduje, Ŝe zakres wyznaczania
zmian nowych współrzędnych jest mniejszy, a
tym samym wpływ asymetrii wewnętrznej silnika
jest większy, powodując symetryzację maszyny
dopiero przy zwartych 3 zwojach.
4. Wnioski końcowe
Na podstawie powyŜszych rozwaŜań i przytoczonych
przykładów uzyskanych wyników badań
laboratoryjnych moŜna sformułować następujące
uwagi i wnioski:
– przesunięcia kątowe pomiędzy prądami w
układzie współrzędnych α-β silnika indukcyjnego
są dobrymi symptomami diagnostycznymi
w wykrywaniu zwarć zwojowych, pozwalającymi
na określenie zarówno stopnia uszkodzenia
oraz jego lokalizację;
– do oceny stopnia zwarcia zwojowego w stojanie
moŜna wykorzystać z powodzeniem amplitudę
harmonicznej 2f s modułu wektora przestrzennego
prądu stojana |i s |;
– analiza wartości głównych λ 1 , λ 2 przy wykorzystaniu
metody PCA umoŜliwia ocenę stanu
uzwojenia stojana, natomiast analiza wektorów
głównych γ 1 , γ 2 pozwala na lokalizację uszkodzenia.
Literatura
[1] 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, pp. 106-114.
[2] Cardoso A.J.M., Cruz S.M.A., Fonseca D.S.B.:
Inter-Turn Stator Winding Fault Diagnosis in Threephase
Induction Motors, by Park's Vector Approach.
IEEE Transactions on Energy Conversion,
Vol. 14, No. 3, September 1999, pp. 595-598
[3] Kowalski Cz.T., Pawlak M.: Zastosowanie metody
analizy wektora przestrzennego prądu stojana
do wykrywania uszkodzeń w silnikach indukcyjnych.
Przegląd Elektrotechniczny, nr 7-8, 2004, str. 771-
777
[4] Kowalski Cz.T., Wolkiewicz M., Ewert P.: Analiza
zwarć zwojowych stojana silnika indukcyjnego
zasilanego z sieci i przemiennika częstotliwości.
Przegląd Elektrotechniczny, R. 84 nr 12, 2008, str.
64-67
[5] 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 Transactions On Industrial
Electronics, Vol.55, No.12, December 2008, pp.
4277–4289
[6] 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.
2009, nr 29, s. 252-265
[7] El-Arabawy I.F., Masoud M.I., El-Kader Mokhtari
A.: Stator Inter-turn Faults Detection and Localization
Using Stator Currents and Concordia
Patterns - Neural Network Applications. Compatibility
in Power Electronics, 2007. CPE '07, pp. 1-7
[8] Jolliffe I.T.: Principal Component Analysis. New
York, Springer Series in Statistics, 1986
[9] Martins J.F., Pires V.F., Pires A.J.:PCA-Based
On-Line Diagnosis of Induction Motor Stator Fault
Feed by PWM Inverter. IEEE ISIE 2006, Canada,
pp. 2401-2405
Praca naukowa finansowana ze środków na naukę
w latach 2007-2010 jako projekt badawczy rozwojowy
Nr R0101403
Autorzy
dr hab. inŜ. Czesław T. Kowalski, prof. P.Wr.
E-mail: czeslaw.t.kowalski@pwr.wroc.pl
mgr inŜ. Marcin Wolkiewicz
E-mail: marcin.wolkiewicz@pwr.wroc.pl
Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i
Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19,
50-372 Wrocław
Recenzent
Dr hab. inŜ. Sławomir Szymaniec, prof. P.O.