Fault detection of broken rotor bars in induction motor using a global fault index

Abstract

Induction motors play a very important part in the safe and efficient running of any industrial plant. Early detection of abnormalities in the motor would help to avoid costly breakdowns. Accordingly, this work presents a technique for the diagnosis of broken rotor bars in induction motor. Stator voltage and current in an induction motor were measured and employed for computation of the input power of one stator phase. Waveforms of the instantaneous power and line current were subsequently analyzed using the Bartlett periodogram. We evaluate different global fault indexes on the instantaneous power spectrum and on the line current spectrum for the fault detection. Several rotor cage faults of increasing severity were studied with various load effects. Experimental results prove the efficiency of the employed method.

A Fault Severity Index for Stator Winding Faults Detection in Vector Controlled PM Synchronous Motor

“…These indices have capability to be used in non-invasive fault diagnosis techniques. In [18] a diagnosis method based on a global fault index applied to the instantaneous power signal and line current signal for detection of broken rotor bars was proposed. In [19] a proposed algorithm based on the principal components analysis (PCA) allows an automatic classification of stator fault.…”

Aportación al mantenimiento predictivo de motores de inducción mediante modernas técnicas de análisis de la señal

“…demuestran la bondad de este método para la detección de barras rotas [117], mientras que Didier. Razik [118] y sus colaboradores lo hacen para roturas parciales (media barra) y bajo nivel de carga (25%). Además, el método es más efectivo a la hora de la cuantificación y para separar fallos mixtos, comparado con los basados en el análisis de las tensiones y corrientes del estátor [119].…”

Nuevos métodos de diagnosis de excentricidad y otras asimetrías rotóricas en máquinas eléctricas de inducción a través del análisis de la corriente estatórica.

“…La medida de la potencia resulta muy sencilla y además se puede efectuar en línea, existen diferentes métodos para medir la potencia, como por ejemplo obtenerla del sumatorio del producto de la tensión por la corriente, para el cual se miden las tres tensiones y las tres intensidades de cada fase [32], o el sumatorio de la tensión entre dos fases por la corriente de fase [63], [64]. Para ello sólo son necesarios transductores de tensión y de corriente.…”

“…[90], [64]. Si suponemos que la tensión de alimentación de la máquina de inducción es senoidal y la velocidad constante, podemos escribir que:…”

“…En el cual en función del índice de modulación se obtiene una relación del número de barras rotas, [64].…”