Науковий вісник НГУ

Декомпозиція сигналу електрорушійної сили обмотки статора асинхронного двигуна при діагностиці пошкоджень стрижнів ротора

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Електротехнічні комплекси та системи

Останнє оновлення: 03 жовтня 2016

Опубліковано: 03 жовтня 2016

Перегляди: 2754

 Authors:

М.В.Загірняк, член-кор. Нац. Акад. Пед. Наук, д-р техн. наук, проф., Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А.П.Калінов, канд. техн. наук, доц., Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ж.І.Ромашихіна, канд. техн. наук, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Розробка методу декомпозиції сигналу електрорушійної сили (ЕРС), що наводиться в обмотках статора асинхронного двигуна з пошкодженнями стрижнів ротора після відключення двигуна від мережі живлення.

Методика. Застосовані методи порівняльного аналізу, математичне моделювання, прогнозування.

Результати. Розроблена математична модель з використанням методу кінцевих елементів для розрахунку електромагнітного поля в поперечному перерізі асинхронного двигуна з пошкодженнями стрижнів ротора. Запропоноване використання вейвлет-перетворення сигналу електрорушійної сили (ЕРС) обмотки для визначення кількості та взаємного розташування пошкоджених стрижнів ротора. Розроблено метод декомпозиції сигналу ЕРС фази обмотки статора асинхронного двигуна на сигнали ЕРС активних сторін котушок обмотки з використанням теорії зворотного z-перетворення. Це дозволяє підвищити достовірність діагностики пошкоджень стрижнів ротора асинхронних двигунів шляхом виділення інформаційних ознак, присутніх у сигналі ЕРС однієї активної сторони котушки. Запропонована методика розрахунку електромагнітного поля в поперечному перерізі асинхронного двигуна з використанням математичної моделі на основі методу скінченних елементів, що дозволяє оцінити вплив пошкоджень стрижнів ротора на формування ЕРС в обмотках статора після відключення двигуна від мережі живлення. Проведений аналіз конструктивних особливостей асинхронних двигунів дозволив встановити, що на формування сигналу ЕРС в елементах обмотки статора можуть впливати такі конструктивні фактори, як: кількість пар полюсів, схема з’єднання котушкових груп у фазі обмотки, тип обмотки статора. Запропоновано використання теорії зворотного z-перетворення для реалізації методу декомпозиції сигналу ЕРС фази обмотки статора.

Наукова новизна. Уперше розроблено метод декомпозиції сигналу електрорушійної сили фази обмотки статора з використанням теорії зворотного z-перетворення, що дозволяє підвищити достовірність діагностики пошкоджень стрижнів ротора асинхронних двигунів шляхом виділення інформаційних ознак у сигналі електрорушійної сили однієї сторони котушки.

Практична значимість. Розроблено програмний модуль для автоматизованого розрахунку електромагнітного поля в поперечному перерізі асинхронного двигуна.

References/Список літератури

1. Douglas, H., Pillay, P. and Ziarani, A.K., 2005. Broken rotor bar detection in induction machines with transient operating speeds. IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 20, No. 1, pp. 135–141.

2. Drobnič, K., Nemec, M., Fišer, R. and Ambrožič, V., 2012. Simplified detection of broken rotor bars in induction motors controlled in field reference frame. Control Engineering Practice, Vol. 20, pp. 761–769.

3. Faiz, J. and Ebrahimi, B.M., 2008. A new pattern for detecting broken rotor bars in induction motors during. IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 44, No. 12, pp. 4673–4683.

4. Neelam, M. and Ratna, D., 2009. Rotor faults detection in induction motor by wavelet analysis. International Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 1(3), pp. 90–99.

5. Yazidi A., Henao, H. and Capolino, G-A., 2005. Broken rotor bars fault detection in squirrel cage induction machines. IEEE, pp. 741–747.

6. Zagirnyak, M.V., Mamchur, D.G. and Kalinov, A.P., 2010. Elimination of the influence of supply mains low-quality parameters on the results of induction motor diagnostics. In: Proceedings of XIX International Conference on Electrical Machines, ICEM 2010, Rome, Italy.

7. Imeryuz, M.A., Mergen, A.F. and Ustun, O., 2010. Method to Analyze Asynchronous Machines With Broken Rotor Bars. In: International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, 2010. SPEEDAM, pp. 269–272.

8. Zagirnyak, M., Romashihina, Zh. and Kalinov, A., 2013. Diagnostic of broken rotor bars in induction motor on the basis of its magnetic field analysis. Acta Technica Jaurinensis, Vol. 6, No. 1, pp. 115–125.

9. Gerling, D., 2015. Electrical Machines: Mathematical Fundamentals of Machine Topologies. Springer Heidelberg New York Dordrecht London.

10. Phillips, Ch. L,. Parr, J.M. and Riskin, E. Ann., 2008. Signals, systems, and transforms. Prentice Hall. 

04_2016_Zagirnyak
2016-09-26  2.13 MB  691