Motor Akım İmza Analizinde Park Dönüşümüyle Temel Harmonik Bastırımı / Fundamental Harmonic Suppression in MCSA by Park Transformation

Özet Asenkron motorlarda kırık rotor çubuğu arızalarının stator akımları incelenerek tespiti için uygulanan işaret işleme yöntemlerinde, şebeke temel frekansının arıza frekansına oranla çok büyük ve frekansların biribirine yakın olması hatanın tespitinde büyük zorluk oluşturmaktadır. Bu zorluğu aşmak için, şebeke temel frekansını bastırmada çentik süzgeçleri (notch filters) yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bu şekilde yapılan süzgeçleme hem daha fazla hesap gerektirmekte hem de bazı durumlarda şebeke temel frekansına yakın olan arıza frekans değerlerini de bastırmaktadır. Bu çalışmada stator d-ekseni bileşenini elde etmek için faz akımlarına uygulanan Park dönüşümüyle temel frekans bastırılmaktadır. Asenkron motorlarda oluşan kırık rotor çubuğu arızalarının tespiti için stator akımının d-ekseni bileşeni üzerinde dalgacık paketi ve Fourier analizleri yapılması önerilmektedir. Abstract Broken rotor bar detection via analysis of line currents is very difficult since frequency of faulty component is very close to system fundamental frequency and the magnitudes of fault signals are very small compared to the dominant magnitude of fundamental frequency. To overcome this difficulty, notch filters are used in general to suppress the fundamental. This type of filtering requires more computation and it also affects the magnitudes of fault related frequency components since they are very close to the fundamental. In this study, the Park`s transformation is applied to the phase currents in obtaining stator d-axis component to block out the fundamental frequency. Wavelet packet and Fourier analyses of d-axis component of motor stator current is proposed for broken rotor bar detection.

___

  • Rao B.K.N., Handbook of Condition Monitoring, Elsevier Advanced Technology, Oxford, UK, 1996.
  • Finley W.R., "An Analytical approach to solving motor vibration problems," IEEE Trans. on Industry Applications, vol. 36, no 5, pp.1467-80, Sep./Oct. 2000.
  • Collacott R.A., Vibration Monitoring and Diagnosis,New York: Wiley, 1979.
  • Yen G.G. ve Lin K.C., "Wavelet packet feature extraction for vibration monitoring," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 47, no. 3, pp. 650-667, June 2000.
  • Kryter R.C. ve Haynes H.D., "Condition monitoring of machinery using motor current signature analysis" Sound and Vibration, 14-21, 1989.
  • Riley C.M., Lin B.K., Habetler T.G. ve Kliman G.B., "Stator current harmonics and their causal vibrations: a preliminary investigation of sensorless vibration monitoring applications," IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. 35, no 1, pp. 94-9, Jan/Feb 1999.
  • Kliman G.B.,. Premerlani W.J, Yazici B., Koegl R.A. ve Mazereeuw J., "Sensorless online motor diagnostics," IEEE Comput. Appl. Power, vol. 10, no.2, pp. 39-43, 1997.
  • Benbouzid M.E., "A review of induction motor signature analysis as a medium for faults detection," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 47, no. 5, pp. 984-993 Oct. 2000.
  • Eren L. ve Devaney M.J., "Bearing damage detection via wavelet packet decomposition of the stator current," IEEE Trans. Instrum. Meas., 53, 431- 436, 2004.
  • Şeker S. ve Ayaz E., “Feature extraction related to bearing damage in electric motors by wavelet analysis”, Journal of the Franklin Institute, 340(2), 125-134, 2003.
  • Liu J., Wang W., Golnaraghi F. ve Liu K., "Wavelet spectrum analysis for bearing fault diagnostics," Measurement Science and Technology, vol. 19, no. 1, pp. 1-10, 2008.
  • Giaouris D., Finch J.W., Ferreira O.C., Kennel R.M. ve El-Murr G.M., "Wavelet denoising for electric drives," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 55, no. 2, pp. 543-550, 2008.
  • Chow T.W.S. ve Hai S., "Induction Machine Fault Diagnostic Analysis with Wavelet Technique," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 51, no. 3, pp. 558-565, 2004.
  • Filippetti F., Franceschini G. ve Tassoni C., "Neural network aided online diagnostics of induction motor rotor faults," IEEE Trans. Industry Applications, vol. 31, no. 4, pp. 892-899, Jul.-Aug. 1995.
  • Ballal M.S., Khan Z.J,, Suryawanshi H.M. ve Sonolikar R.L., "Adaptive neural fuzzy inference system for the detection of inter-turn insulation and bearing wear faults in induction motor," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 54, no. 1, pp. 250-258, 2007.
  • Haji M. ve Toliyat H.A., "Pattern Recognition-A Technique for Induction Machines Rotor Broken Bar Detection," IEEE Trans. Ener Conver, vol. 16, no. 4, pp. 312-317, 2001.
  • Ayhan B., Chow M. ve Song M., "Multiple Discriminant Analysis and Neural Network Based Monolith and Partition Fault Detection Schemes for Broken Rotor bar in Induction Motors," IEEE Trans. Industrial Electronics, vol. 53, no. 4, pp. 1298-1308, 2006
  • Onel I.Y. ve Benbouzid M.E.H., Induction Motors Bearing Failures Detection and Diagnosis Using a RBF ANN Park Pattern Based Method, International Review of Electrical Engineering (IREE), vol. 3 n. 1, pp. 159 - 165, Feb. 2008.
  • Aydın İ., Karaköse M. ve Akın E., “Kırık rotor çubuğu ve stator arızalarının teşhisinde yapay sinir ağı yaklaşımı”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt 1-2, 134- 149, 2009.
  • Onel I.Y. ve Benbouzid M.E.H., "Induction motor bearing failure detection and diagnosis: Park and concordia transform approaches comparative study," IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 13, no. 2, pp. 257-262, 2008.
  • Cruz S.M.A ve Cardoso A.J.M., “Rotor cage fault diagnosis in three-phase induction motors by extended Park's vector approach,” in Proc. 1998 Int. Conf. Electrical Machines, vol. 3, Istanbul, Turkey, pp. 1844– 1848.
  • Eren L., “Enhanced feature detection in bearing health diagnosis with spectral post processing,” International Review of Electrical Engineering (IREE), vol. 4 no. 2, pp. 260-268, Apr. 2009.
  • Güran F., “Use of Park transformation in harmonic suppression for wavelet packet based broken rotor bar detection,” Yüksek Lisans Tezi, Bahçeşehir Üniversitesi, 2011.
  • Toliyat H.A. ve Lipo T.A., "Transient analysis of cage induction machine under stator, rotor bar and end ring faults," IEEE Trans. Energy Conv., 10(2), 241-247, 1995.
EMO Bilimsel Dergi-Cover
  • ISSN: 1309-5501
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

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

H.Bülent Ertan, Ozan KEYSAN

Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorların Dogrudan Sürüslü Beyaz Esya Uygulamalarında Kullanımı

Metin Aydın, Oğuzhan OCAK, Günsu ÇIRBANLI ALBAŞ

Asimetrik Çok Seviyeli Eviricilerin İncelenmesi / A Review on Asymmetric Multi-Level Inverters

İlhami Çolak, Ersan Kabalcı, Gökhan KEVEN

Sürekli Mıknatıslı Senkron Motorlarda Doğrudan Moment Kontrolünün İncelenmesi ve Benzetim Çalışmasının Gerçekleştirilmesi / Analysis and Realization of Simulation Study on Direct Torque Control for Permanent Magnet Synchronous Motor

Selin Özçıra, Nur Bekiroğlu, İbrahim Şenol, Engin Ayçiçek

Kafesli Asenkron Motorlarda Maliyet Kısıtı Altında Rotor Çubuklarının Analizi / The Analysis of The Squirrel Cage Induction Motor Rotor Bars under the Cost Constraint

Lale Ergene, Sinan ŞAL, Murat İMERYÜZ

200 Amper, Yüksek Frekans Anahtarlamalı DA Kaynak Makinesinin Tasarımı ve Gerçeklestirilmesi / Design and Implementation of a 200 Ampere High Frequency Switching DC Welding Machine

Timur Aydemir, Arzu KOPARAN, Oğuz ŞİMŞEK

EMO Bilimsel Dergi Önsöz {Haziran 2012 Sayı 3}

H.Bülent Ertan

Motor Akım İmza Analizinde Park Dönüşümüyle Temel Harmonik Bastırımı / Fundamental Harmonic Suppression in MCSA by Park Transformation

Levent EREN, Ferzan Güran

Eş zamanlı Arıza Teşhisi için FPGA Tabanlı Akıllı Durum İzleme Yöntemlerinin Geliştirilmesi / Development of FPGA Based Intelligent Condition Monitoring Methods for Synchronously Fault Diagnosis

İlhan Aydın, Mehmet Karaköse, Erhan Akın