Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Moallem,Mohammad Ebrahimi
مهدی معلم (استاد مشاور) محمد ابراهیمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Rasool Sharifi
رسول شریفی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385
Condition monitoring of operating equipments with diagnosis of faults in incipient stages and preventing of failure leads to very less repair cost, less damage due to shut down, and increase in reliability, that specially in expensive and vital applications is very important. On the other hand, favorite characteristics of induction motors cause to it contain majority use. Stator faults consist of winding and core faults, that usually start from inter-turn short circuits, in second place, contain 30-40 % of all electrical machine faults. There are several methods for detecting this fault, but main problem of these methods is sensitivity to nonideal conditions such as supply voltage unbalance. Among these is motor current signature analysis that due to its noninvasive and easy implementation has very usage. Motor current spectrum analysis in stator winding fault condition leads to this result that rotor slot harmonics are increased. But these harmonics have the same response to unbalanced supply voltage. In this project, early purpose is current spectrum analysis in faulty condition that the reason of rotor slot harmonics is specified. Then research for the same effect of supply voltage unbalance on them, that the difference of short circuit from this condition is determined. And the final purpose is developing a method that able to detect inter-turn short circuit in voltage unbalance condition. Therefore, in early very some stator winding fault diagnosis methods are introduced. Fault indicator, characteristics and problems are presented and then the methods are evaluated. So for modeling of the induction motor in faulty condition, machine equations consist of rotor and stator voltage, mechanical, and short circuited coil equation are developed. Also winding function approach for calculating of the inductances is used. Then for analyzing of the motor current spectrum, rotor and stator space harmonics of magnetomotive force are introduced and with simulation results, the spectrum of motor current in healthy and faulty conditions is analyzed. Rotor slot harmonics are introduced and are showed that the magnitude of some of them increase in faulty and unbalanced voltage condition. In continue a new method for stator wing fault diagnosis in unbalanced supply voltage condition based on three phase current spectrum analysis is proposed. In the end, after describing of prepared setup, experimental results are presented. Experiments are done in no load and load condition, healthy and tow short circuit mode, and three value of voltage unbalance factor, totally 18 experiments. The results Keywords: Induction Motor, Stator Winding Turn Fault, Fault Diagnosis, Condition monitoring, Motor Current Signature Analysis (MCSA), Unbalanced Supply Voltage
پایش وضعیت و تشخیص عیب در مراحل آغازین آن، در تجهیزات در حال کار و جلوگیری از بروز خرابی، باعث هزینه ی تعمیر بسیار کمتر، خسارت کمتر ناشی از توقف تولید، و افزایش ضریب اطمینان می گردد که به خصوص در تجهیزات گران قیمت و کاربردهای حیاتی، مورد اهمیت ویژه است. از طرف دیگر، ویژگی های مطلوب موتور القائی باعث شده تا اکثریت موتور الکتریکی مورد استفاده، از این نوع موتور باشد. خرابی های استاتور موتور القائی شامل عیوب سیم پیچی و هسته، که معمولا از اتصال کوتاه حلقه ها آغاز می گردند، در رتبه ی دوم، 30 تا 40 درصد خرابی ها را شامل می شوند. برای تشخیص این عیب از روش های مختلفی استفاده می شود. مشکل عمده ی روش های مذکور، حساسیت در برابر شرایط غیرایده آل، مانند عدم تعادل ولتاژ تغذیه است. از جمله ی این روش ها، روش تحلیل طیف جریان موتور است که به دلیل غیرمخرب بودن و پیاده سازی آسان، دارای کاربرد زیادی در تشخیص انواع عیب می باشد. تحلیل طیف جریان موتور در شرایط اتصال کوتاه حلقه های سیم پیچی استاتور، منجر به این یافته شده است که در این شرایط، هارمونیک هائی موسوم به شیاربندی رتور شدت می یابند. اما هارمونیک های مذکور به عدم تعادل ولتاژ تغذیه نیز پاسخ مشابهی می دهند. در این پروژه هدف اولیه تحلیل طیف جریان موتور در شرایط اتصال کوتاه حلقه های سیم پیچی استاتور است تا منشاء پیدایش هارمونیک های شیاربندی رتور مشخص گردد. سپس یافتن دلائل تشابه اثر عدم تعادل ولتاژ تغذیه در طیف جریان می باشد تا وجه تمایز اتصال کوتاه حلقه های سیم پیچی استاتور از شرایط عدم تعادل ولتاژ تغذیه معین شود. و هدف نهائی، ارائه ی روشی مبتنی بر تحلیل طیف جریان موتور است که قادر به تشخیص اتصال کوتاه در شرایط عدم تعادل ولتاژ تغذیه باشد. به این منظور، در ابتدا تعداد نسبتا زیادی از روش های تشخیص عیب سیم پیچی استاتور، معرفی می شود. همچنین شاخص عیب، ویژگی ها، مزایا و مشکلات هر روش بیان شده و روش ها مورد ارزیابی قرار می گیرند. در ادامه به منظور مدل سازی موتور القائی در شرایط بروز اتصال کوتاه حلقه های سیم پیچی استاتور، معادلات ماشین شامل معادلات ولتاژ استاتور و رتور، معادلات مکانیکی و معادله ی ولتاژ کلاف اتصال کوتاه شده ارائه می شوند. همچنین نظریه ی تابع سیم پیچ به منظور محاسبه ی اندوکتانس های ماشین های دوار، ارائه می گردد. سپس به منظور تحلیل طیف جریان موتور، هارمونیک های فضائی نیروی محرکه ی مغناطیسی استاتور و رتور شرح داده می شوند و با استفاده از نتایج شبیه سازی، طیف جریان موتور در شرایط سلامت سیم پیچی و اتصال کوتاه در آن مورد تحلیل قرار می گیرد. هارمونیک های شیاربندی رتور در طیف جریان معرفی شده و نشان داده می شود که مقدار این هارمونیک ها با بروز اتصال کوتاه در حلقه ها و همچنین در شرایط عدم تعادل ولتاژ تغذیه تغییر می یابد. واژه های کلیدی: 1- موتور القائی 2- عیب اتصالی حلقه های سیم پیچی استاتور 3- تشخیص عیب 4- پایش وضعیت 5-تحلیل طیف جریان سه فاز 6- عدم تعادل ولتاژ تغذیه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی