بخشی از مقاله
چکیده :
با توجه به گسترش شبکه های جریان متناوب، حضور موتور های القایی سه فاز به عنوان گردانندگان چرخ صنعت، امری اجتناب ناپذیر است، به صورتی که اکثر بارهای صنعتی را این موتورها تشکیل می دهند. یکی از مشکلاتی که هنگام استفاده از این موتورها رخ می دهد، بروز اتصال کوتاه در سیم پیحی استاتور است که به دلایل گوناگونی اتفاق می افتد.تشخیص و تفکیک خطاهای داخلی موتور القایی بر اساس الگوی تغییرات جریان استاتوردر حالت دائم و گذرا ضروری است.
در این مقاله روشی برای تشخیص نوع خطای سیم پیچی استاتور موتور القایی - اتصال کوتاه تکفاز و فاز به زمین - ارائه شده است.این روش قادر است خطای داخلی را از اغتشاشاتی نظیر تغییر بار،تغییر ولتاژ و تغییر فرکانس به درستی تمییز دهد. شبیه سازی انجام شده توانایی بالای روش پیشنهادی را در تشخیص خطای داخلی و خارجی موتور نشان داده است.
مقدمه
امروزه موتورهای القایی سه فاز به طور گسترده ای در برنامه های کاربردی صنعتی نظیر سیستم های الکتریکی خودرو - - Zeraoulia et al,2005،درایورهای کشش - - Trapp et al,2012و توربین های بادی سرعت متغیر با قدرت بالا - Jans,2001 - استفاده می شوند.به گونه ای که افزایش دسترسی به چنین سیستم هایی در عمل از زمینه های تحقیقاتی و صنعتی می باشد.با این اوصاف،چندین نوع خطا از قبیل شکسته شدن روتور،اتصال کوتاه سیم پیچی استاتور و خطاهای متفرقه بخش مهمی از خطاهای موتور القایی را تشکیل می دهند .در شکل - - 1 انواع خطاهای موتور القایی برحسب درصد مشخص شده است
شکل - : - 1انواع خطاهای موتور القایی
اتصال کوتاه داخلی سیم پیچی استاتور بدلیل اینکه می تواند شامل خطاهای دو فاز به هم،فاز به زمین و اتصال کوتاه تکفاز باشد،بخش مهمی از خطاهای موتور القایی را تشکیل می دهد.رطوبت،تخلیه جزیی،استرس مکانیکی و شکست عایقی از علل مهم وقوع این خطا می باشند - . - Tallem et al,2002چنین خطایی می تواند به ماشین الکتریکی صدمه بزند و فرایندهای صنعتی را تحت تاثیر قرار دهد.هنگامی که یک خطای اتصال کوتاه در ماشین الکتریکی اتفاق می افتد روابط الکتریکی و قواعد ساختاری ماشین تغییر می کند - - vaseghi,2009 به گونه ای که اثر این تغییرات بر روی ماشین الکتریکی قابل توجه است.
مدل های دینامیکی برای حالت سالم وخطای اتصال کوتاه
مدار معادل ماشین القایی در شرایط سالم - بدون خطا در استاتور - در شکل - - 2 نشان داده شده است که در آن s1,s2,s3 سیم پیچ های سه فاز استاتور هستند. rs مقاومت فازی استاتور بر حسب اهم می باشد.Ls اندوکتانس خودی استاتور برحسب هانری می باشد. rr مقاومت فازی روتور بر حسب اهم می باشد. Lr اندوکتانس خودی روتور برحسب هانری می باشد.
شکل - : - 2مدار معادل ماشین القایی
معادله ولتاژ موتورالقایی در قاب مرجع طبیعی به صورت رابطه - 1 - نوشته می شود.برای توضیح بیشتر شکل ماتریسی هر یک از پارامتر ها در ادامه رابطه - - 1 به شکل ماتریس گسترده نوشته شده است.
رابطه گشتاور الکترومغناطیسی موتور القایی Cem از رابطه - 2 - نتیجه می شود که در این رابطه J ممان اینرسی،p تعداد قطبها، Cr گشتاور بار و سرعت زاویه ای مکانیکی می باشند
