Detection of Broken Bars in Induction Motor Through the Analysis of Supply Voltage Modulation

Nemec, Mitja; Drobnic, Klemen; Nedeljkovic, D.; Fišer, Rastko; Ambrozic, V.

doi:10.1109/tie.2009.2035991

Cited by 59 publications

(23 citation statements)

References 35 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Other investigations on machine modeling have recently demonstrated that many types of failure lead to stator-current modulation with a modulation index which is directly proportional to the failure severity [5], [13]- [17]. In particular, it has been proved that load torque oscillations lead to statorcurrent phase modulation (PM) [9], [13]- [15], whereas air-gap eccentricity and rotor asymmetry lead to stator-current amplitude modulation (AM) [5], [14].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Diagnosis of Three-Phase Electrical Machines Using Multidimensional Demodulation Techniques

Choqueuse

Benbouzid

Amirat

et al. 2012

IEEE Trans. Ind. Electron.

110

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-This paper deals with the diagnosis of three-phase electrical machines and focuses on failures that lead to stator-current modulation. To detect a failure, we propose a new method based on stator-current demodulation. By exploiting the configuration of three-phase machines, we demonstrate that the demodulation can be efficiently performed with low-complexity multidimensional transforms such as the Concordia transform (CT) or the principal component analysis (PCA). From a practical point of view, we also prove that PCA-based demodulation is more attractive than CT. After demodulation, we propose two statistical criteria aiming at measuring the failure severity from the demodulated signals. Simulations and experimental results highlight the good performance of the proposed approach for condition monitoring.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Diagnosis of Three-Phase Electrical Machines Using Multidimensional Demodulation Techniques

Choqueuse

Benbouzid

Amirat

et al. 2012

IEEE Trans. Ind. Electron.

110

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…На сьо-годнішній день відомі різні методи діагностики по-шкоджень стрижнів ротора АД [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14]. Широкого ви-користання у сфері діагностики набули методи спект-рального аналізу сигналів струмів статора (MCSA) [1,4,12,13].…”

Section: вступunclassified

The Diagnostics of Induction Motors Rotor Bar Breaks Based on the Analysis of Electromotive Force in the Stator Windings

Zagirnyak¹,

Romashykhina²,

Kalinov³

2014

Elektroteh. elektromeh.

View full text Add to dashboard Cite

Розроблено метод діагностики пошкоджень стрижнів ротора асинхронних двигунів на основі вейвлет-аналізу елект-рорушійної сили, яка наводиться в обмотках статора в режимі самовибігу двигуна. Розроблено метод декомпозиції сигналу електрорушійної сили фази обмотки статора асинхронного двигуна на сигнали електрорушійних сил актив-них сторін котушок обмотки з використанням теорії Z-перетворення. Ефективність запропонованого методу діаг-ностики підтверджена експериментально.Разработан метод диагностики повреждений стержней ротора асинхронных двигателей на основе вейвлет-анализа электродвижущей силы, наводящейся в обмотках статора в режиме самовыбега двигателя. Разработан метод де-композиции сигнала электродвижущей силы фазы обмотки статора асинхронного двигателя на сигналы электро-движущих сил активных сторон катушек обмотки с использованием теории Z-преобразования. Эффективность предложенного метода диагностики подтверждена экспериментально. ВСТУПАсинхронні двигуни (АД) є важливим елементом більшості електроприводів промислових механізмів. Виявлення несправностей АД на ранніх стадіях має вирішальне значення для підвищення надійності робо-ти виробничих механізмів і мінімізації подальшого виникнення несправностей двигунів. У сучасній про-мисловості широко використовуються АД з коротко-замкненим ротором (КЗР). Часто експлуатація АД су-проводжується важкими умовами роботи, що спричи-няє виникнення різноманітних за характером пошко-джень. Аналіз статистичних даних показав, що близько 7 % відмов АД відбуваються через пошкодження стрижнів ротора [1]. Пошкодження стрижнів коротко-замкненої обмотки ротора приводять до викривлення електромагнітного поля (ЕМП) у повітряному проміж-ку АД, зростання втрат в обмотках статора і ротора, підвищеної вібрації двигуна, зменшення частоти обер-тання під навантаженням, виникнення пульсацій стру-му статора у всіх фазах. Своєчасне виявлення пошко-джень дозволить уникнути їх подальшого розвитку, зменшити час відновлення, скоротити витрати на об-слуговування, уникнути простоїв обладнання, підви-щити ефективність роботи двигунів та виробничих механізмів. Отже, діагностика пошкоджень стрижнів ротора АД є актуальною науково-практичною задачею.Інформація про викривлення поля внаслідок на-явності пошкоджень присутня у тому чи іншому ви-гляді у різних сигналах: струмах, активній спожива-ній потужності, електрорушійній силі (ЕРС). На сьо-годнішній день відомі різні методи діагностики по-шкоджень стрижнів ротора АД [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14]. Широкого ви-користання у сфері діагностики набули методи спект-рального аналізу сигналів струмів статора (MCSA) [1,4,12,13]. Діагностика пошкоджень стрижнів ротора АД проводиться за наявністю двох симетричних від-носно частоти мережі живлення піків у спектрі стру-му. При цьому вказаний метод не дає задовільних результатів при проведенні діагностики в режимі не-робочого ходу та не враховує вплив неякісності на-пруги мережі живлення на результати діагностики. Крім того, використання результатів перетворення Фур'є сигналів струмів не дозволяє одн...

show abstract

“…Where e f main frequency and s is slip coefficient. For example, the simulated test motor has a slip, 13 . 0 s and based on Fig.…”

Section: Vmentioning

confidence: 99%

“…Among different faults, broken rotor bars are the most common fault for IM. Recently, researchers have reported some works on fault detection of IMs [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15]. Traditionally, fast Fourier transform (FFT) method is widely used for fault detection purpose [9] .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

On line trained fuzzy logic and adaptive continuous wavelet transform based high precision fault detection of IM with broken rotor bars

Saghafinia

Kahourzade

Mahmoudi

et al. 2012

2012 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting

View full text Add to dashboard Cite

This paper presents an online trained fuzzy logic and adaptive wavelet based high precision fault detection of broken rotor bars for squirrel cage induction motor (IM). Motor faults which consist of broken rotor bars, bearing decay, eccentricity, etc. appears as different frequencies in the stator current signals. The winding function is used to obtain stator current and speed signals at different fault and load conditions. These signals are analysed through the adaptive continuous wavelet transform (CWT) to detect the amplitudes and frequency components corresponding to different fault and load conditions. The coefficients of CWT are adapted online based on the harmonics amplitude, which are the output of CWT. These amplitudes and frequencies are applied to train a fuzzy logic controller (FLC) in simulation. Then the adaptive CWT and trained FLC are applied to detect the fault condition of a large size motor in both simulation and realtime. The experimental results found that the proposed adaptive CWT and FLC based fault detection method can detect the motor fault conditions accurately. Thus, the proposed method could be a potential candidate to detect the motor fault, especially for large size industrial motors. Index Terms: adaptive continuous wavelet transform, fault detection, squirrel cage induction motor, fuzzy logic controller, broken rotor bars.

show abstract

Detection of Broken Bars in Induction Motor Through the Analysis of Supply Voltage Modulation

Cited by 59 publications

References 35 publications

Diagnosis of Three-Phase Electrical Machines Using Multidimensional Demodulation Techniques

Diagnosis of Three-Phase Electrical Machines Using Multidimensional Demodulation Techniques

The Diagnostics of Induction Motors Rotor Bar Breaks Based on the Analysis of Electromotive Force in the Stator Windings

On line trained fuzzy logic and adaptive continuous wavelet transform based high precision fault detection of IM with broken rotor bars

Contact Info

Product

Resources

About