Διερεύνηση μεθόδων διάγνωσης των ηλεκτρικών σφαλμάτων στους κινητήρες επαγωγής

Abstract

The following thesis comprises two parts, the General Part and the Special Part. The theoretical background, which is necessary for the better understanding of the subject, is described in the General Part and it comprises three sections. In Section 1 a brief historical account of the evolution of the diagnosis and detection methods of faults in electric machines is given, as well as the purpose of this thesis. In Section 2 the review of the latest worldwide literature regarding the investigation of the faults detection diagnostic methods of induction motors is presented. The induction motors faults that appearing are classified, as well as the diagnostic methods of detecting and dealing with these faults. In addition, a brief account of the monitoring methods and techniques is given. The techniques and various approaches are mentioned, all of which are based on algorithms of the Digital Signal Processing, Artificial Intelligent Tools and other methods of the on-line induction motors monitoring. The Special Part consists of two sections. In Section 3 the development of the software that based on the classification of faults and diagnostic methods is presented. Furthermore, the database and the operation of the software are described. In Section 4 the problem of diagnosis and detection of induction motor faults produced by three phase voltage unbalanced supply of drive system is investigated by using the diagnostic method, such as Motor Current Signature Analysis. The results of these measurements are compared and the overall evaluation of this method is given. The conclusions are presented in Section 5. At the end of the thesis the bibliography is cited.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελείται από δύο μέρη, το Γενικό Μέρος και το Ειδικό Μέρος. Γενικό Μέρος περιλαμβάνει το θεωρητικό υπόβαθρο για την καλύτερη κατανόηση του θέματος και αποτελείται από τα κεφάλαια 1 και 2. Στο Κεφάλαιο 1 δίνεται σύντομη ιστορική περιγραφή της εξέλιξης των μεθόδων διάγνωσης και ανίχνευσης σφαλμάτων στις ηλεκτρικές μηχανές καθώς και ο σκοπός της διατριβής. Στο Κεφάλαιο 2 γίνεται η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας που σχετίζεται με τη διερεύνηση των μεθόδων διάγνωσης σφαλμάτων στους ηλεκτρικούς κινητήρες εναλλασσομένου ρεύματος και συγκεκριμένα στους ηλεκτρικούς κινητήρες επαγωγής. Ταξινομούνται τα σφάλματα που εμφανίζονται στους κινητήρες επαγωγής, επίσης και οι διαγνωστικές μέθοδοι ανίχνευσης και αντιμετώπισης αυτών των σφαλμάτων. Δίνεται συνοπτική περιγραφή των μεθόδων και τεχνικών παρακολούθησης και επίβλεψης καταστάσεων λειτουργίας των κινητήρων επαγωγής. Αναφέρονται οι τεχνικές και διάφορες προσεγγίσεις που βασίζονται στους αλγορίθμους Ψηφιακής Επεξεργασίας Σήματος, στα Εργαλεία Τεχνητής Νοημοσύνης και άλλες μέθοδοι άμεσης παρακολούθησης και επίβλεψης καταστάσεων λειτουργίας των κινητήρων επαγωγής. Το Ειδικό Μέρος περιλαμβάνει τα κεφάλαια 3 και 4. Στο Κεφάλαιο 3 γίνεται η ανάπτυξη του λογισμικού καταστάσεων σφαλμάτων λειτουργίας ηλεκτρικών μηχανών με βάση την ταξινόμηση των σφαλμάτων και διαγνωστικών μεθόδων. Περιγράφεται η βάση δεδομένων και η λειτουργία του λογισμικού. Στο Κεφάλαιο 4 διερευνάται η ασύμμετρη τροφοδοσία στο σύστημα κίνησης του τριφασικού κινητήρα επαγωγής με χρήση της μεθόδου Ανάλυσης Φασματικών Χαρακτηριστικών του Ρεύματος του Στάτη. Συγκρίνονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων και δίνεται η συνολική αξιολόγηση της μεθόδου. Στο Κεφάλαιο 5 αναφέρονται τα συμπεράσματα. Στο τέλος της εργασίας παρουσιάζεται η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε.