The Dynamic Effects of Stator Turn-to-Turn Short Circuit Fault on the Electrical, Mechanical and Magnetical Motor Parameters in Induction Motors

Autor: AKBAYIR, Kürşad, GÖKTAŞ, Taner, ARKAN, Müslüm
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Volume: 24, Issue: 72 815-824
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi
ISSN: 1302-9304
2547-958X
DOI: 10.21205/deufmd.2022247211
Popis: In this study, the dynamic effect of stator turn-to-turn short-circuit fault on electrical, mechanical and magnetic motor parameters is investigated in detail. For this purpose, the Finite Element Method (FEM) based ANSYS@Maxwell-2D program is used, which enables steady state and transient analysis. The changes in stator current and induced back electromotive force voltage from electrical parameters, output torque from mechanical variables and leakage flux from magnetic parameters are examined in detail in both time and frequency axis by means of Fast Fourier Transform (FFT) for the faulty state. Moreover, in order to detect stator turn-to-turn fault, stray flux analysis is carried out and characteristics fault signatures are defined. The obtained results and findings have been proven through the developed experimental setup in laboratuvary.
Bu çalışmada asenkron motorlarda yaygın olarak görülen stator sarım-sarım arası kısa devre arızasının elektriksel, mekaniksel ve manyetiksel motor parametrlerine dinamik etkisi detaylı olarak incelenmiştir. Bu amaçla kalıcı ve geçici durum analizlerinin yapılabilmesine imkan sağlayan Sonlu Elemanlar Yöntemi (Finite Element Method-FEM) tabanlı ANSYS@Maxwell-2D programından yararlanılmıştır. Öncelikle 2.2 kW anma gücüne sahip bir asenkron motor modellenerek bu model üzerinde sağlıklı durum verileri toplanmıştır. Daha sonra farklı seviyelerde stator sarım-sarım arası kısa devre arızaları oluşturularak arızalı durumda belirlenen motor parametrelerinin değişimi ve karakteristik arıza sinyalleri incelenmiştir. Arızalı durumda Hızlı Fourier Dönüşümü (Fast Fourier Transform-FFT) aracılığıyla elektriksel parametrelerden stator akımı ve indüklenen ters elektromotor kuvvet gerilimi, mekaniksel büyüklüklerden çıkış momenti ve manyetiksel parametrelerden kaçak akıdaki değişimler hem zaman hemde frekans ekseninde detaylı olarak incelenmiştir. Ayrıca stator sarım sarım arızasını tespit etmek için kaçak akı analizi yapılmış ve karakteristik arıza sinyalleri belirlenmiştir. Elde edilen bulgular laboratuvar ortamında oluşturulan devre düzeneği ile doğrulanmıştır.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: