Sürücü İle Beslenen Sincap Kafesli Asenkron Motorlarda Rotor Çubuk Arızalarının Eşzamanlı Tanısı

Abstract

Bu çalışmada, sincap kafesli asenkron motorların rotor arızalarından en sık rastlanılanı olan rotor çubuk arızaları incelenmiş, kırılan rotor çubuklarının asenkron motorun işletme parametreleri üstündeki etkileri açıklanmıştır. Asenkron motorun matematiksel modelinde kırık rotor çubuğunun nasıl temsil edilmesi gerektiği, ayrıca rotor çubuğu kırığı hakkındaki teorik ve deneysel yapılan çalışmamızın sonuçları karşılaştırılmıştır. Endüstride, arıza oluşmaya başladığı anda bu arızanın tanısını sağlayabilecek uygulamalar, üretimdeki zamansız duruşları ve bakım maliyetlerini oldukça düşürür. Yapılan çalışmalar sonucunda, rotor çubuklarından birinin kırılması durumunda, motorun stator akımının frekans analizinde temel bileşen yanında frekanslarında yan bantlar ortaya çıktığı gözlenmiştir. Bu yan bantların da FFT (Hızlı Fourier Dönüşümü) ile belirlenmesi konusunda çalışmalara rastlanmaktadır. Bu çalışmada seçilen, stator akımının frekans analizi ile arıza belirleme ve tanısı yöntemi, motora herhangi bir ölçüm cihazının takılmasını veya motorda bir değişiklik yapılmasını gerektirmez. Bu bakımdan, çalışma ortamında bile bir arıza belirlenebilir. 1980’li yıllarda motor sürücülerinde mikroişlemcilerin kullanılmasıyla, aynı sürücüler birer “akıllı cihaz” haline gelmiştir. Bu sürücüler, motor kontrol etmekle kalmayıp kullanıcının istediği bazı ek fonksiyonları da içerisinde barındırmaktadırlar. Bu konuda ileride yapılacak çalışmalarda, arıza belirleme ve tanısının “akıllı cihaz” olarak tanımladığımız motor sürücüleriyle nasıl yapılabileceği konusunda çalışılmalıdır. Yapılan bu çalışma, motor sürücüleriyle çeşitli arızaların belirleme ve tanısı konusunda çalışan araştırmacılara pekçok yönden önemli bir kaynak oluşturacaktır.

In this study, rotor bar faults, which is one of the major rotor related faults of asynchronous motors have been examined. The effects of a broken rotor bar on the various parameters of the motor have been discussed. A represantation of a broken rotor bar is shown on the mathematical model of the motor and the possibility of using advanced capabilities of asynchronous motor drives for diagnostic purposes have been discussed. There is a need for being able to detect and identify fault conditions in asynchronous motors before their complete breakdown. Extensive research has been carried out recently in fault detection and diagnostic. It is now well known that the amplitude of sideband currents at frequencies rises when rotor bars break. This study considers one aspect of the problem of detecting broken rotor bar faults in the moving rotor of an induction motor without the addition of intrusive instrumentation to the motor. The widespread availability of DSPs has enabled the development of a large variety of drives with advanced features. The possibility of the application of a fault detection and diagnosis approach for broken rotor bars with motor drives should be studied more in detail in future studies. The topics mentioned in this study about diagnostic capabilities of motor drives will constitute a cost effective industrial solution for motors that are driver fed in industry.