Diagnozowanie silników indukcyjnych klatkowych przy wykorzystaniu wpływu nieliniowości obwodu magnetycznego
Variant of the title
Squirrel cage induction motors fault diagnostics using influence of magnetic core nonlinearity
Author
Duda, Arkadiusz
Promoter
dr hab. inż. Piotr Drozdowski, prof. PK
Assistant promoter
dr inż. Maciej Sułowicz
Release date
2018
Date of defense
13.03.2019
Publisher
[s.n.]
Language
Polish
Keywords
diagnostyka silników indukcyjnych, nieliniowość, składowa zerowa napięcia i prądu, ekscentryczność
diagnostics of induction motors, non-linearity, zero voltage and current component, eccentricity
Abstract
W rozprawie doktorskiej przeprowadzono badania nad wykorzystaniem wpływu nieliniowości obwodu magnetycznego do diagnozowania uszkodzeń silników indukcyjnych klatkowych. W trójfazowych maszynach indukcyjnych, nieliniowość obwodu magnetycznego silnie objawia się w składowej zerowej napięcia lub składowej zerowej prądu, w zależności od sposobu połączenia uzwojeń stojana. Rozważania na temat wpływu efektów nasycania się magnetowodu rozpoczęto od sformułowania modelu permeancji, wyznaczonego na podstawie rozkładu indukcji pola magnetycznego w szczelinie metodą ciągłej sieci reluktancyjnej. Na jej podstawie zbudowano model matematyczny silnika, z którego wyprowadzono wzory na częstotliwości charakterystyczne dla poszczególnych uszkodzeń. W dalszej części wykonano badania polowo-obwodowe z użyciem liniowego i nieliniowego obwodu magnetycznego dla różnych połączeń uzwojeń stojana. Następnie przeprowadzono analizę pomiarów laboratoryjnych. W badaniach polowych i laboratoryjnych wyszukano i zidentyfikowano, na podstawie wcześniej wyprowadzonych wzorów, harmoniczne odpowiadające konkretnym uszkodzeniom, co potwierdziło zasadność wykorzystania wpływu nasycenia w diagnostyce maszyn indukcyjnych.
In the doctoral thesis, research was conducted on the influence of the magnetic circuit non-linearity to diagnose failures of squaring induction motors. In three-phase induction machines, the non-linearity of the magnetic circuit is strongly manifested in the zero-voltage or zero-sequence component of the current, depending on the connection method of the stator windings. Considerations on the influence of the magnetic-field saturation effects began with the formulation of the permeence model, determined on the basis of the magnetic field induction distribution in the gap using the continuous reluctance network method. On its basis, a mathematical model of the engine was built, which the patterns were derived on the frequencies characteristic for individual failures. In the following, field-circumferential tests were performed using a linear and non-linear magnetic circuit for various combinations of stator windings. Then, the analysis of laboratory measurements was carried out. In field and laboratory tests, harmonics corresponding to specific failures were found and identified on the basis of previously derived patterns, which confirmed the legitimacy of using the influence of saturation in the diagnosis of induction machines.
