Investigation of Turn-To-Turn Closures of Stator Windings to Improve the Diagnostics System for Induction Motors
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
478 4
Ultima descărcare din IBN:
2023-05-21 19:19
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.313.333.2 (4)
Electrotehnică (1160)
SM ISO690:2012
GUBAREVYCH, O., GOOLAK, Sergey, DAKI, O., TRYSHYN, V.. Investigation of Turn-To-Turn Closures of Stator Windings to Improve the Diagnostics System for Induction Motors. In: Problemele Energeticii Regionale, 2021, nr. 2(50), pp. 10-24. ISSN 1857-0070. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.02
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 2(50) / 2021 / ISSN 1857-0070

Investigation of Turn-To-Turn Closures of Stator Windings to Improve the Diagnostics System for Induction Motors

Investigarea scurtcircuitelor între spine ale înfășurărilor statorice cu scopul perfecționarea sistemelor de diagnosticare a motoarelor cu inducție

Исследование межвитковых замыканий обмоток статора для усовершенствования систем диагностики асинхронных двигателей

DOI:https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.2-50.02
CZU: 621.313.333.2

Pag. 10-24

Gubarevych O., Goolak Sergey, Daki O., Tryshyn V.
 
State University of Infrastructure and Technologies
 
 
Disponibil în IBN: 1 iulie 2021


Rezumat

The efficiency of using three-phase asynchronous electric motors with a squirrel-cage rotor in the transport sector depends on increasing the level of their reliability, which is possible due to the constant improvement of existing and the development of new diagnostic methods of high reliability. The most labor-consuming and difficult is the possibility of diagnostics and differentiation of turn-to-turn closures of the stator winding. The aim of the work is to establish the nature of the manifestation, influence on energy indicators and determine the diagnostic parameters of turn-to-turn closures on one and simultaneously on two phases of the stator winding of an induction motor using mathematical modeling methods. This goal was achieved through a set of studies using a refined mathematical model of an asynchronous motor, which allows you to create asymmetry of the stator windings, simulate turn-to-turn connections on one phase and simultaneously on two phases in various combinations. The most significant result of the work is the establishment of the dependences of the pulsations of the electromagnetic moment, the unbalance coefficient of the stator phase currents and the energy characteristics from the turn-to-turn short-circuits of the phases of the stator windings. The significance of the results obtained consists in establishing the dependences of the manifestation of various types of damage to the phases of the stator winding necessary for choosing a method for diagnosing turn-to-turn faults in the stator windings when building an effective diagnostic system for asynchronous motors as part of transport infrastructure drives.

Motoarele asincrone trifazate cu colivie de veveriță sunt unele dintre cele mai comune tipuri de mașini electrice utilizate în sectorul transporturilor. Eficiența utilizării acestor motoare electrice depinde de creșterea nivelului de fiabilitate a acestora, ceea ce este posibil datorită îmbunătățirii permanente a metodelor existente și dezvoltării de noi metode de diagnosticare cu fiabilitate înaltă. Scopul lucrării este de a stabili natura manifestării, influența asupra indicatorilor energetici și de a determina parametri de diagnosticare a scurtcircuitelor între spine unei fazei și simultan pe două faze ale înfășurării statorice a motoarelor asincrone ale mecanismelor de transport folosând metodele de modelarea matematică. Acest obiectiv a fost realizat prin efectuarea unui set de studii asupra modelul matematic rafinat al motorului de inducție, care face posibilă crearea asimetriei înfășurărilor statorului, simulând scurtcircuit între spine pe o singură fază și simultan pe două faze în diferite combinații. Simularea a fost efectuată pentru un stator nedeteriorat, apoi la simularea închiderii virajelor, mai întâi doar pe o fază și apoi închiderea simultană pe două faze ale înfășurării statorului în diferite combinații. Cel mai semnificativ rezultat al lucrării este stabilirea dependențelor de pulsații ale momentului electromagnetic, coeficientul de dezechilibru al curenților de fază statorici și caracteristicile energetice de la scurtcircuitelor între spine ale înfășurărilor statorului. Semnificația rezultatelor obținute constă în stabilirea dependențelor de manifestare a diferitelor tipuri de deteriorare a fazelor înfășurării statorului, care sunt necesare pentru alegerea unei metode pentru diagnosticarea defecțiunilor spinelor în înfășurările statorului atunci când se construiește un sistem eficient de diagnosticare pentru motoare asincrone ca parte a unităților de infrastructură de transport.

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором являются одними из наиболее распространенных типов электрических машин, применяемых в транспортной сфере. Эффективность использования этих электродвигателей зависит от повышения уровня их надежности, что возможно за счет постоянного усовершенствования существующих и разработки новых диагностических методов высокой достоверности. Наиболее трудоемким и сложным остается возможность диагностики и дифференцирования межвитковых замыканий обмотки статора. Целью работы является установление характера замыкания, влияния его на энергетические показатели двигателя и определение диагностических параметров межвитковых замыканий на одной и одновременно на двух фазах обмотки статора асинхронных двигателей транспортных механизмов с использованием методов математического моделирования. Поставленная цель была достигнута за счет проведения комплекса исследований на уточненной математической модели асинхронного двигателя, позволяющей создавать несимметричность обмоток статора, имитирующую межвитковые замыкания на одной фазе и одновременно на двух фазах в различных комбинациях. В качестве объекта исследований использован асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 11,0 кВт с известными паспортными параметрами. Методика проведения исследований включает изучение влияния различных видов межвитковых замыканий на электрические, механические и энергетические показатели. Моделирование проводилось для неповрежденного статора, затем при имитации замыкания витков сначала только на одной фазе и затем одновременного замыкания на двух фазах обмотки статора в различных комбинациях. Наиболее существенным результатом работы является установление зависимостей пульсаций электромагнитного момента, коэффициента небаланса фазных токов статора и энергетических характеристик от межвитковых замыканий фаз обмоток статора. Значимость полученных результатов состоит в установлении зависимостей проявления различных видов повреждений фаз обмотки статора, необходимых для выбора метода диагностики межвитковых замыканий в обмотках статора при построении эффективной диагностической системы асинхронных двигателей в составе приводов транспортной инфраструктуры.

Cuvinte-cheie
transport infrastructure, diagnostics, asynchronous motor, Mathematical modeling, turn-to-turn circuit, phase, winding, stator, ripple, torque,

infrastructura de transport, diagnosticare, motor asincron, modelare matematică, scurtcircuit între spine, fază, înfășurare, stator, ondulare, cuplu,

транспортная инфраструктура, диагностика, Асинхронный двигатель, математическое моделирование, межвитковое замыкание, фаза, обмотка, статор, пульсации, момент