DINAMIČKO MODELIRANJE ZASIĆENOG ASINHRONOG MOTORA SA NAMOTANIM ROTOROM U CILJU ANALIZE SPEKTRA NJEGOVE STRUJE STATORA Ana Zogović, Gojko Joksimović Elektrotehnički fakultet, bulevar Džordža Vašingtona b.b, 81000 Podgorica, Crna Gora, anaz@ac.me, joxo@ac.me

UVOD Condition monitoring Analiza spekra struje statora Dinamički matematički model Modelovanje zasićenja Analiza procesa u vazdušnom procjepu Eksperimentalni rezultati i rezultati dobijeni iz modela CILJ RADA JE MODELOVANJE I ANALIZA SPEKTRA STRUJE STATORA ISPRAVNOG ALI ZASIĆENOG ASINHRONOG MOTORA SA NAMOTANIM ROTOROM

ANALIZA SPEKTRA STRUJE STATORA (MCSA) Prednosti ove metode on-line search coil – sami namotaj motora prenosiva aparatura precizno otkrivanje različitih kvarova u mašini primjenjiva i za ostale tipove motora dokazana tehnologija, već oko 20 godina

MODEL MNOGOSTRUKO SPREGNUTIH KOLA Dinamički model pogodan za opšte namjene Uzima realnu konfiguraciju namotaja kako na statoru tako i na rotoru Poseban značaj je dobio pojavom i definicijom pojmova kao što su turns function i winding function Poznavanje funkcije namotaja omogućava olakšano izračunavanje induktivnosti namotaja mašine Radi se o linearnom modelu, tj. smatra se da je magnetsko kolo beskonačno velike magnetske permeabilnosi, svi procesi se u mašini analiziraju u vazdušnom procjepu. Jednačine modela:

MODELOVANJE ZASIĆENJA Modelovanje zasićenja neophodno za dobijanje potpunog spektra ispravne mašine Zasićenje se može modelovati superpozicijom osnovnog sa trećim harmonikom talasa magnetske i indukcije u vazdušnom procjepu Talasi se kreću istom brzinom u vazdušnom procjepu

Zasićenje ⇒ prostorna promjena permeabilnosti gvožđa ⇒ povećenje reluktanse za region oko apsolutne vrijednosti maksimalne indukcije ⇒ varijacije u reluktansi vazdušnog procjepa ⇒ dužina vazdušnog procjepa promjenljiva i prostorno i vremenski Funkcija permeanse treba da zadovolji sledeće: treba sadržati član dvostruko većeg broja pari polova u odnosu na talas mms učestanost ovog talasa treba da bude dvostruko veća od učestanosti talasa mms Permeansa vazdušnog procjepa manja ili jednaka permeansi vazdušnog procjepa u nezasićenoj mašini

Spektar talasa magnetske indukcije u vazdušnom procjepu, [11] Zadovoljava sledeća funkcija: Množenjem talasa permeanse i mms dobijaju se dva talasa: Spektar talasa magnetske indukcije u vazdušnom procjepu, [11]

DOBIJENE INDUKTIVNOSTI ZA EKPERIMENTALNI MOTOR Induktivnosti nezasićene mašine Induktivnosti zasićene mašine Sopstvene induktivnosti namotaja statora, kzas=1.09 Međusobna induktivnost namotaja faze B statora i faze a rotora za β=π/3 rad, kzas=1.09

ANALIZA TALASA MAGNETSKE INDUKCIJE U VAZDUŠNOM PROCJEPU U spektru struje statora će se javiti komponete na 250 Hz i na 350 Hz bez obzira na opterećenje motora. One su direktna posledica zasićenja motora.

REZULTATI DOBIJENI IZ MODELA I EKSPERIMENTALNIM PUTEM Ugaona brzina rotora neopterećenog motora, kzas=1.09 Elektromagnetski moment neopterećenog motora, kzas=1.09 Struja faze a rotora neopterećenog motora Struja statora faze A neopterećenog motora

Karakteristika momenta opterećenog motora (s=4.89 %) Karakteristika ugaone brzine opterećenog motora, Mopt=45 Nm, (s= 4.89%) Karakteristika momenta opterećenog motora (s=4.89 %) Struja faze a rotora opterećenog motora (s=4.89%) Struja faze A statora opterećenog motora (s=4.89 %)

Očekuju se u spektru frekvencije na 250 Hz, 350 Hz, 650 Hz, 850 Hz i 950 Hz. Spektar struje faze A statora neopterećenog motora dobijen iz numeričkog modela 250 Hz Očekuju se u spektru frekvencije na 235 Hz , 335 Hz , 520 Hz i 620 Hz, 804 Hz i 904 Hz Spektar struje faze A statora opterećenog motora (s=4.98 %) dobijen iz numeričkog modela

Spektar struje statora faze A neopterećenog motora dobijen iz numeričkog modela, Ul=415 V, kzas=1.21

11.46 A Ekperimentalno dobijen spektar struje statora u praznom hodu, Ul=380 V, I=8.1 A 13,53 A Eksperimentalno dobijen spektar struje statora u praznom hodu, Ul=415 V, I=9.6 A

Spektar struje statora dobijen iz numeričkog modela Ul=380 V, I=15 A 288 mA Eksperimentalno dobijen spektar struje statora opterećenog motora Ul=380 V, I=15 A Spektar struje statora dobijen iz numeričkog modela Ul=380 V, I=15 A

Spektar struje statora dobijen iz numeričkog modela Ul=440 V, I=14.9 A 342 mA Eksperimentalno dobijen spektar struje statora opterećenog motora, Ul=440 V, I=15 A Spektar struje statora dobijen iz numeričkog modela Ul=440 V, I=14.9 A

ZAKLJUČAK Razvijen je model zasićenog asinhronog motora sa namotanim rotorom Opisan je način implementacije zasićenja glavnog puta magnetskog fluksa u model mnogostruko spregnutih kola, što omogućava dobijanje potpunog spektra ispravne mašine neophodnog za izvođenje pravilnih zaključaka pri analizi spektra za različite režime kvarova. Ključni parametri modela, induktivnosti namotaja statora i rotora zasićenog motora su izračunavane korišćenjem funkcije namotaja, tj. njene proširene teorije za neravnomjerni vazdušni procjep. Provedena je i analiza talasa magnetske indukcije u vazdušnom procjepu motora. Analizirani su spektri struje statora dobijeni iz datog modela Analitičkim postupkom se došlo do zaključka da će se usled zasićenja magnetskog kola javiti komponenta na 250 Hz i 350 Hz bez obzira na opterećenje mašine. U ekperimentalni rezultatima su dobijene komponente koje su predviđene analitičkim postupkom, dok se iz numeričkog modela komponenta na 350 Hz ne ističe.

HVALA VAM NA PAŽNJI