Asenkron Motorlarda Oluk Sayısının Gövde Dışına Takılan Bir Bobinle Belirlenmesi / Determination of Number of Rotor Slots of an Induction Machine Using an External Search Coil

Özet Motor oluk sayısının bilinmesi ihtiyacı motor kontrolünde ve “durum izleme” algoritmalarında ortaya çıkmaktadır. Bu makalede rotor oluk sayısını kestirmek için sunulan yöntem, bir sürücü süreceği motora bağlandığında “tanıma” algoritması içinde kolayca uygulanabilecek bir yöntemdir. Yöntem motor akımları üzerinden uygulanabileceği gibi, gövde üzerine yerleştirilecek basit bir bobin aracılığı ile de uygulanabilir. Bu nedenle ekipmanın mekanik düzeninde hiç bir değişikliğe ihtiyaç bırakmaz. Makalede yöntemin dayandığı teori sunulduktan sonra, yapılan deneylerle kutup sayısından bağımsız olarak doğru sonuçlar verdiği gösterilmiştir. Ayrıca kestirim hassasiyeti motor yüküne de bağımlı değildir. Bir PWM sürücü ile değişik frekanslarda da deneyler yapılmıştır. Bu şartlarda da hassas olarak oluk sayısı belirlenebilmektedir. Ancak, özellikle düşük frekanslarda birden fazla veri alınması gereği ortaya çıkabilmektedir. Abstract The need for knowing the rotor slot number of a motor is encountered in motor control and “condition monitoring” applications. The technique presented in this paper to predict rotor slot number is a method tha can be easily applied during “self commisioning”. This method can be applied via measurement of motor current or by using a search coil placed on the frame of the motor. In the paper the theory behind the approach is presented and experiments have been done to illustrate that the method gives good results irrespective of the pole number of the motor. The method is not dependent on the loading of the motor. Experiments have also been made using a PWM drive. The method is found to give good results under this test condition as well. However, at low frequencies it may be necessary to repeat the preocedure several times.

Anahtar Kelimeler:

Asenkron motor, oluk sayısı, kestirim, rotor oluk harmonikleri, çıkıntı harmonikleri, Asynchronous motor, slot number, prediction, rotor slot harmonics, saliency harmonics

PDF

___

Khezzar, A. Kaikaa, M. Y. ElKamel, Oumaamar,M.; Boucherma, M., Razik, H., “On the Use of Slot Harmonics as a Potential Indicator of Rotor Bar Breakage in the Induction Machine” Industrial Electronics, IEEE Transactions on, vol.56, no.11, pp.4592-4605, 2009.
Briz,F., Degner, M. W., Garcia, P., Lorenz, R. D. “Comparison of saliency-based sensorless control techniques for AC machines” Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. 40-4, pp.1107-1115, 2004.
Blasco-imenez,R., Asher, G. M., Sumner, M.;Bradley, K. J., “Performance of FFT-rotor slot harmonic speed detector for sensorless induction motor drives,”Electric Power Applications, IEE Proceedings, vol. 143, no. 3, pp. 258-268, May 1996.
Supangat, R., Ertugrul, N., Soong, W. L., Gray, D. A., Hansens,C., “EstimationoftheNumberofRotorSlots and Rotor Speed in Induction Motors Using Current, Flux or Vibration Signature Analysis”, Australian Journal of Electrical & Electronics Engineering, 4 (3), 259-268, 2008.
Ferrah A., Bradley K. J., “Application of the FFT to the Speed Measurement of Inverter Fed Induction Motors”, Instrumentation and Measurement Technology Conference, IMTC '92, 9th IEEE, 647 – 652, 1992.
Ishida, M., & Iwata, K. “A new slip frequncy detector of an induction motor utilizing rotor slot harmonics”, IEEE Transactions on Industry Applications, I (3), 575-582, 1984.
Keysan, O. A, “Non-Invasive Speed and PositionSensor for Induction Machines Using External Search Coils”, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, 2008.
Negrea, M. D., “Electromagnetic flux monitoring for detecting faults in electricalmachines”, Doktora Tezi, Dept. of Electricaland Communications Eng. Helsinki University of Technology,2006.
Vas,P., “Parameter Estimation, Condition Monitoring, and Diagnosis of ElectricalMachines”, Clarendon Press,1993.
Keysan, O., Ertan, H. B., “Speed & positionestimation by demodulating rotor slot harmonics,” (ICEM), XIX International Conference on Electrical Machines, (IEEE), Proceedings CD, 2010.
Keysan, O., Ertan, H. B., “Speed and Rotor PositionEstimationofElectricalMachinesUsing Rotor Slot Harmonics and Higher Order Rotor Slot Harmonics”, World Intellectual Property Organization, WO/2011/126462, 2011.