MONITOROWANIE STANU UZWOJEŃ STOJANA W ZAMKNIĘTEJ STRUKTURZE STEROWANIA PRĘDKOŚCIĄ SILNIKA INDUKCYJNEGO

Prace Naukowe Intytutu Mazyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Nr 69 Politechniki Wrocławkiej Nr 69 Studia i Materiały Nr 33 23 Marcin WOLKIEWICZ*, Grzegorz TARCHAŁA*, Czeław T. KOWALSKI * ilnik indukcyjny, terowanie wektorowe, truktura DFOC monitorowanie, uzkodzenia uzwojenia tojana MONITOROWANIE STANU UZWOJEŃ STOJANA W ZAMKNIĘTEJ STRUKTURZE STEROWANIA PRĘDKOŚCIĄ SILNIKA INDUKCYJNEGO W artykule przedtawiono problemy związane z wykrywaniem zwarć zwojowych w ilniku indukcyjnym pracującym w zamkniętej trukturze bezpośredniego terowania polowo-zorientowanego. Omówiono zwięźle model matematyczny ilnika, trukturę terowania DFOC z blokiem odprzęgającym oraz przedtawiono wyniki badań ymulacyjnych. W badaniach ekperymentalnych wykazano, że zwarcia pojedynczych zwojów w tojanie ą możliwe do wykrycia w ygnałach prądu tojana (w kładowej kolejności przeciwnej prądu oraz zmianach w hodografie wektora przetrzennego prądu tojana) oraz w wirtualnych ygnałach e x, e y, f x, f y dotępnych w cyfrowej trukturze terowania w proceorze ygnałowym.. WSTĘP Obecnie od wpółczenych przekztałtnikowych układów napędowych (PUN), nawet powzechnego użytku, wymaga ię niezawodnego i bezpiecznego działania. Ronące wymagania w tounku do właściwości napędów elektrycznych doprowadziły do znacznego komplikowania ich truktur, jednocześnie zwiękzając itotnie ryzyko awarii [], [2]. Wpółczeny PUN, kładający ię z ilnika indukcyjnego, układów zailania i energoelektroniki (przekztałtnik czętotliwości z modulacją PWM), układów pomiarowych oraz cyfrowego układu terowania, narażony jet na wytąpienie uzkodzeń w ilniku oraz w przemienniku czętotliwości i czujnikach pomiarowych. Każde z tych uzkodzeń powoduje zakłócenie normalnej pracy układu napędowego i wymaga podjęcia odpowiedniego działania przez układ terowania. * Politechnika Wrocławka, Intytut Mazyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul Smoluchowkiego 9, 5-372 Wrocław, marcin.wolkiewicz@pwr.edu.pl, grzegorz.tarchala@pwr.edu.pl, czelaw.t.kowalki@pwr.edu.pl,

388 Dlatego itotne znaczenie ma monitorowanie tanu pozczególnych podzepołów PUN [2]. W przypadku wytąpienia uzkodzeń w uzwojeniach tojana lub wirnika ilnika, pracującego w zamkniętej trukturze terowania polowo-zorientowanego, zmiana wartości parametrów uzwojeń powoduje zaburzenia w prawidłowym działaniu truktury terowania czętotliwościowego (nieprawidłowa wartość etymowanego trumienia) [2], [3]. Niekontrolowany wzrot topnia uzkodzenia powoduje w konekwencji nietabilną pracę napędu. Metody wczenego wykrywania zwarć zwojowych w tojanie ilnika indukcyjnego zailanego z ieci i przemiennika czętotliwości w otwartej trukturze terowania zotały zczegółowo omówione w [4], [5]. W niniejzym artykule uwaga zotała kupiona na analizie wpływu zwarć zwojowych na pracę ilnika pracującego w trukturze bezpośredniego terowania polowo-zorientowanego DFOC (ang. Direct Field Oriented Control) oraz możliwości wczenego wykrywania ymptomów uzkodzenia w wirtualnych ygnałach terujących e x, e y, f x, f y w cyfrowej trukturze terowania i ygnałach pomiarowych dotępnych w ilniku. Do monitorowania zwarć wykorzytano pomiar prądów fazowych ilnika i obliczanie kładowej kolejności przeciwnej prądu oraz zmiany ilościowe w hodografie wektora przetrzennego prądu określane metodą PCA (ang. Principal Component Analyi) [2], [4], [5]. Natomiat do śledzenia wpływu zwarć w ygnałach dotępnych w trukturze terowania wykorzytano fakt pojawienia podwójnej harmonicznej podtawowej czętotliwości napięcia zailającego. 2. MODEL MATEMATYCZNY SILNIKA INDUKCYJNEGO Model matematyczny ilnika indukcyjnego, zapiany za pomocą równań wektorowych, w jednotkach względnych (ang. per unit), dla dowolnego układu wpółrzędnych wirującego z pulacją ω k może zotać opiany natępującymi zależnościami []: równania napięciowe: u d = r i + TN ψ + jωkψ, () dt d = rr ir + TN ψr + j( ωk ωm ) ψr ; (2) dt równania trumieniowo-prądowe: ψ ψ r = x i + x i, (3) r r M r = x i + x i ; (4) równanie ruchu i równanie momentu elektromagnetycznego: M

389 dωm dt = T M ( m e m ), (5) o * m = Im( ψ i ). (6) e W powyżzych równaniach odpowiednio: u = u u + ju v, i = i u + ji v, i r = i ru + ji rv, ψ = ψ u + jψ v, ψ r = ψ ru + jψ rv wektory przetrzenne napięcia i prądu tojana, prądu wirnika, trumienia tojana i wirnika. Parametry ilnika: r, r r, x M, x, x r rezytancje uzwojenia tojana oraz wirnika, reaktancje: magneująca, uzwojenia tojana oraz wirnika. Pulacje: ω k wybranego układu wpółrzędnych, ω m kątowa wału. Momenty: m e elektromagnetyczny oraz m o obciążenia. Stałe czaowe: T M mechaniczna oraz T N = /Ω b = /(2πf N ) wynikająca z wprowadzenia jednotek względnych. Równania kładowych wektora napięcia tojana () w układzie wpółrzędnych x y wirującym zgodnie z wektorem trumienia wirnika (ψ rx = ψ r, ψ ry = ), tają ię natępujące: u di x dψ x M r x = rix + xσtn + TN xσωcψ iy, (7) dt xr dt u y di x = r i + x ω ψ x σω i. (8) y y M σ TN + + dt xr cψ x Moment elektromagnetyczny ilnika (6) w tym układzie przyjmuje wartość: x M m e = ψriy (9) xr 3. BEZPOŚREDNIE STEROWANIE POLOWO-ZORIENTOWANE PRĘDKOŚCIĄ SILNIKA INDUKCYJNEGO DFOC Schemat blokowy metody bezpośredniego terowania polowo-zorientowanego prędkością ilnika indukcyjnego, toowanej w trakcie badań, przedtawiony zotał na ry. []. Metoda ta poiada dwa tory terujące: pierwzy z nich ma na celu tabilizację amplitudy trumienia wirnika, drugi natomiat regulację prędkości kątowej. W badaniach wykorzytane zotały regulatory PI z mechanizmami zapobiegającymi naycaniu ię członu całkującego (ang. anti wind-up). Amplituda trumienia wirnika regulowana jet za pomocą kładowej i x wektora prądu tojana, natomiat prędkość za pomocą kładowej i y (w związku z zależnością momentu elektromagnetycznego od tej zmiennej (9)).

39 PI PI PI PI r r xy αβ Modulator wektorowy xy αβ αβ ABC Blok odprzęgający Etymacja trumienia IM Ry.. Schemat blokowy układu bezpośredniego terowania polowo-zorientowanego prędkością ilnika indukcyjnego DFOC Regulatory kładowych wektora prądu tojana definiują zadane wartości napięcia w układzie x y. Nietety, na wartość kładowych wektora prądu wpływają również pozotałe zmienne ilnika, co obrazują przekztałcone równania napięciowe ilnika (7) (8): dix ix + Tσ = u dt r f x xm dψ r xσ TN + ωψ iy, () r x r dt r x e x diy iy + Tσ = u dt r y xm xσ ωψψ r ωψ ix r x r r f y e x () gdzie: 2 xσ xm T = TN, σ = r xxr σ wpółczynnik rozprozenia uzwojeń. W celu uniezależnienia obu torów terowania zatoowano blok odprzęgający, obliczający zmienne e x oraz e y oznaczone w równaniach () i (). W związku z zakładaną tałą wartością amplitudy trumienia wirnika, jej pochodną pominięto w obliczaniu zmiennej e x. Mechanizm odprzęgania przedtawiono na ry. 2. Na chemacie tym

39 założono, że zadane wartości kładowych wektora napięcia w układzie x y ą bezinercyjnie podawane na ilnik. W rzeczywitości kładowe te przeliczane ą do układu α β i natępnie wykorzytywane przez modulator wektorowy SVM do obliczenia odpowiednich ygnałów załączeń tranzytorów falownika A, B, C co wprowadza nieznaczne opóźnienie w układzie. Model obwodu tojana SI PI PI Ry. 2. Mechanizm odprzęgania torów terowania w metodzie DFOC Pulacja ynchroniczna wektora trumienia wirnika była obliczana w natępujący poób: ˆ ω ψ d ˆ γψr = T, ˆ ( ˆ / ˆ N γψr = arctg ψ rβ ψ rα ). (2) dt W trakcie badań wykorzytano proty ymulator trumienia wirnika bazujący na tzw. modelu prądowym []. Na ryunku 3 przedtawiono wyniki badań ymulacyjnych otrzymane dla układu DFOC. Jak pokazano na ry. 3a, prędkość ilnika podąża za wartością zadaną, równą prędkości znamionowej. Po.5 załączony zotał znamionowy moment obciążenia (należy zwrócić uwagę, że nie jet on równy (patrz Załącznik). Amplituda trumienia wirnika (ry. 3b) utrzymywana jet na tałym znamionowym poziomie (załącznik). Również obie kładowe wektora prądu tojana (ry. 3c,d) podążają idealnie za wartościami zadanymi. Zatoowanie bloku odprzęgającego powodowało, że zmienna terująca f x (ry. 3f), odpowiedzialna za trumień wirnika jet tała w tym celu zmienna e x (ry. 3e) rośnie w chwili zmiany momentu obciążenia.

392 ω m,ω m [pu].8.6.4 ω m.2 ω m.2.4.6.8 ψ r, ψ r [pu] c) d) i, i, m [pu] y y o 3 2.2.4.6.8 i, i [pu] x x e) f) e x, e y [pu] a) b) 5 5.2.4.6.8 i y i y m o e x e y f, f [pu] x y.8.6.4 ψ.2 r ψ r.2.4.6.8 3 2.2.4.6.8 5 5.2.4.6.8 i x i x f x f y Ry. 3. Przebiegi otrzymane przy zatoowaniu metody DFOC do terowania SI: a) prędkość zadana i rzeczywita, b) zadana i rzeczywita wartość amplitudy trumienia wirnika, c) zadana i rzeczywita kładowa i y oraz moment obciążenia, d) zadana i rzeczywita kładowa i x, e) ygnały odprzęgające e x oraz e y, f) ygnały terujące f x oraz f y 3. METODYKA BADAŃ EKSPERYMENTALNYCH Badania ekperymentalne zotały wykonane na ilniku indukcyjnym klatkowym firmy Indukta typu Sh 9L-4 o mocy.5kw, przęgniętym z mazyną obciążającą, którą tanowił ilnik indukcyjny tego amego typu. Wykonano badania dla ilnika nieobciążonego oraz obciążonego momentem znamionowym. Zamknięty układ terowania zotał zaimplementowany na proceorze ygnałowym dspace 3. Proceor ten wykorzytuje informację o prędkości ilnika, mierzonej przy użyciu enkodera inkrementalnego, trzech prądach fazowych oraz o wartości napięcia w obwodzie pośredniczącym. Program zaimplementowany na proceorze napiany zotał w języku C. Zawierał on akwizycję danych pomiarowych, etymację trudno mierzalnych zmiennych tanu, modulator wektorowy oraz algorytm terowania

393 DFOC. Proceor dspace miał również za zadanie przekazanie oczekiwanej wartości momentu obciążenia do falownika napięcia zailającego ilnik obciążający. Cza próbkowania programu wynoił μ, co odpowiada czętotliwości khz. Prądy w pozczególnych fazach ilnika mierzono za pomocą wielozakreowych przetworników LA 25-NP firmy LEM. Do monitorowania uzkodzeń uzwojeń tojana zatoowano komputerowy ytem pomiarowo - diagnotyczny oparty na przyrządach wirtualnych opracowanych w środowiku LabVIEW. W części badań ekperymentalnych dotyczących monitorowania tanu uzwojeń wykorzytano również ygnały terujące f x i f y oraz odprzęgające e x i e y dotępne bezpośrednio ze truktury terowania. Na ryunku 4 przedtawiono chemat blokowy tanowika laboratoryjnego z uwzględnieniem ygnałów pomiarowych i terujących. LabVIEW ControlDek f x, f y, e x, e y dspace 3 u d A, B, C m o Karta pomiarowa DAQ NI Przekztałtnik czętotliwości Przekztałtnik czętotliwości i A, i B, i C Przetworniki prądu LEM En ω m Badany ilnik indukcyjny INDUKTA 9L-4 Obciążenie ilnik indukcyjny INDUKTA 9L-4 Ry. 4. Schemat blokowy tanowika laboratoryjnego W badaniach laboratoryjnych zatoowano ilnik indukcyjny o pecjalnej kontrukcji, umożliwiającej fizyczne modelowanie zwarć zwojowych tojana, niezależnie w każdej z trzech faz ilnika. Badania przeprowadzono przy zwarciu makymalnie 8 zwojów w jednej z faz, co tanowi około 3% całkowitej liczby zwojów uzwojenia. Aby zapewnić rzeczywity charakter uzkodzenia uzwojenia tojana, prąd płynący

394 w obwodzie zwarciowym nie był ograniczany dodatkową rezytancją. Rezytancja punktu zwarcia była niemal zerowa. 4. WYNIKI BADAŃ EKSPERYMENTALNYCH 4.. ANALIZA SYGNAŁÓW DOSTĘPNYCH NA OBIEKCIE Brak równowagi w ytemach trójfazowych może być oceniany za pomocą kładowych ymetrycznych prądu tojana. Jak opiano m.in. w [5] w przypadku analizowania kładowych kolejności przeciwnej prądu tojana I 2 jej wartość początkowa jet blika zeru z uwagi na fakt, że ilnik jet ymetryczny i napięcie zailania jet ymetryczne. Pojawienie ię zwarcia zwojowego w obwodzie uzwojenia tojana powoduje powtanie niewielkiej aymetrii prądów fazowych tojana, a tym amym zwiękzenie wartości kładowej kolejności przeciwnej prądu tojana [5]. Na ry. 5a przedtawiono zależność amplitudy kładowej kolejności przeciwnej prądu tojana I 2 od wartości momentu obciążenia ilnika, dla różnej liczby zwartych zwojów w fazie B ilnika, dla terowania kalarnego (u/f = cont) oraz terowania wektorowego (DFOC). W obu przypadkach zailania widoczna jet duża zależność kładowej I 2 od topnia uzkodzenia uzwojenia tojana. Wraz ze zwiękzaniem liczby zwartych zwojów w jednej fazie ilnika amplituda I 2 zwiękza woją wartość. Dodatkowo można zauważyć, że wartość analizowanej kładowej w niewielkim topniu zależy od zmian momentu obciążenia, co jet bardzo korzytne z punktu widzenia monitorowania uzkodzenia. Jak wcześniej wykazano uzkodzenia uzwojeń tojana wywołują zmiany w prądach fazowych tojana. Zmiany te można również zaoberwować na hodografie wektora przetrzennego prądu tojana przedtawionego w nieruchomym układzie wpółrzędnych α β [4]. W przypadku uzkodzenia uzwojenia tojana pojawia ię deformacja hodografu, która w miarę zwiękzania ię topnia uzkodzenia powoduje przekztałcenie ię okręgu w elipę. Do ilościowej analizy zmian hodografu wektora prądu tojana, wywołanej zwarciami zwojowymi, można zatoować tatytyczną metodą analizy danych zwaną analizą kładowych głównych PCA dokładnie opianą w [4]. Na ryunku 5b przedtawiono zależność zmian indeku intenywności λ PCA (obliczonych na podtawie [4]) od liczby zwartych zwojów i momentu obciążenia dla terowania kalarnego (u/f = cont) oraz terowania wektorowego (DFOC). Dla ilnika nieuzkodzonego wartość λ PCA jet blika zeru. Wraz ze zwiękzaniem topnia uzkodzenia uzwojenia tojana indek λ PCA zwiękza woją wartość. Można zauważyć, że podobnie jak w przypadku analizy kładowej przeciwnej prądu tojana intenywność zmian λ PCA jet mniejza przy terowaniu DFOC. Możliwe jet jednak wykrycie kilku zwartych zwojów w obrębie jednej cewki uzwojenia tojana.

395 a).24 Sterowanie kalarne u/f=cont, mo= Sterowanie kalarne u/f=cont, mo=mn Sterowanie wektorowe DFOC, mo= Sterowanie wektorowe DFOC, mo=mn b).24 Sterowanie kalarne u/f=cont, mo= Sterowanie kalarne u/f=cont, mo=mn Sterowanie wektorowe DFOC, mo= Sterowanie wektorowe DFOC, mo=mn.22.22.2.2.8.8.6.6 (f) I2 [pu].4.2..8.6.4.2 λpca [pu].4.2..8.6.4.2 2 3 4 5 6 7 8 Liczba zwartych zwojów 2 3 4 5 6 7 8 Liczba zwartych zwojów Ry. 5. Wyniki badań ekperymentalnych dla: a) analizy kładowej przeciwnej prądu tojana I 2 (f), b) analizy kładowych głównych λ PCA w układzie kalarnego i wektorowego terowania prędkością ilnika indukcyjnego Można twierdzić, że zamknięta truktura terowania prędkości powoduje zmniejzenie intenywności ymptomów pojawiających ię w ygnałach dotępnych bezpośrednio na obiekcie (w przypadku przedtawionych badań analizie prądu tojana), w porównaniu z układami kalarnego terowania prędkością (np. u/f = cont). 4.2. ANALIZA SYGNAŁÓW DOSTĘPNYCH W STRUKTURZE STEROWANIA W celu zwiękzenia możliwości wykrywalności uzkodzenia uzwojenia tojana zaproponowano dodatkowo 4 ygnały dotępne w trukturze terowania. Sygnały terujące f x i f y oraz ygnały odprzęgające e x i e y opiane w rozdziale 2 zotały poddane analizie FFT (ang. Fat Fourier Tranform) celem wyodrębnienia charakterytycznych ymptomów uzkodzenia uzwojenia tojana. W przypadku wytąpienia zwarcia w uzwojeniach tojana, w ygnałach tych pojawiają ię dodatkowe harmoniczne. W zczególności jet to podwójna harmoniczna podtawowej czętotliwości napięcia zailającego 2f. Do monitorowania zmian amplitudy 2f zrealizowano w środowiku LabVIEW odpowiedni blok funkcyjny, który na podtawie dotępnych informacji o czętotliwości napięcia zailania wyodrębniał charakterytyczne harmoniczne i monitorował zmiany wartości ich amplitud. Na ryunku 6 przedtawiono wyniki badań ekperymentalnych dla pracy on-line ilnika przy zwiękzaniu topnia uzkodzenia uzwojenia tojana i zmiany momentu obciążenia. Wraz ze zwiękzaniem topnia uzkodzenia zwiękza ię wartość amplitudy kładowej 2f dla obu ygnałów terujących (ry. 6a). Dodatkowo można zauważyć, że zmiany

396 tej kładowej ą praktycznie niezależne od momentu obciążenia. Sprawdzono również jak zmienia ię wartość ygnałów terujących przy uzkodzeniu uzwojenia tojana. a). Sygnał terujący f x Sygnał terujący f y.9 Amplituda harmonicznej 2f [pu].8.7.6.5.4.3.2. 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 b) Sygnał terujący f x Sygnał terujący f y Wartość ygnału terującego [pu] 3.2 3 2.8 2.6 2.4 2.2 2.8.6.4.2.8.6.4.2 Zw. = 2 3 4 5 6 7 8 Zw. = 2 3 4 5 6 7 8 m o = m o = m o =m n m o =m n 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 Ry. 6. Wyniki badań ekperymentalnych dla ygnałów terujących f x i f y podcza pracy ilnika dla braku obciążenia i z obciążeniem znamionowym przy zwarciu od do 8 zwojów: a) zmiana wartości amplitudy 2f b) zmiana wartości ygnału terującego W przypadku analizowania zmian wartości ygnałów terujących, w tych amych warunkach pracy (ry. 6b), można twierdzić, że tylko wartość ygnału f x reaguje na

397 aymetrię powodowaną zwarciem kilku zwojów w obrębie jednej cewki. Jednak zmiana tej wartości jet na nikim poziomie i w przypadku monitorowania uzwojeń tojana może być traktowana jedynie jako informacja dodatkowa. Dodatkowo widoczna jet jej duża zależność od momentu obciążenia. a).35 Sygnał odprzęgający ex Sygnał odprzęgający ey Amplituda harmonicznej 2f [pu].3.25.2.5..5 Zw. = 2 3 4 5 6 7 8 Zw. = 2 3 4 5 6 7 8 m o = m o =m n 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 b).2-8 Wartość ygnału odprzęgającego ex [pu]..9.8.7.6.5.4.3.2. m o = m o =m n Wartość ygnału odprzęgającego ey [pu] -8. -8.2-8.3-8.4-8.5-8.6-8.7-8.8-8.9 m o = m o =m n 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5-9 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 Ry. 7. Wyniki badań ekperymentalnych dla ygnałów odprzęgających e x i e y podcza pracy ilnika dla braku obciążenia i z obciążeniem znamionowym przy zwarciu od do 8 zwojów: a) zmiana wartości amplitudy 2f b) zmiana wartości ygnału odprzęgającego Na ryunku 7 przedtawiono wyniki badań ekperymentalnych dla pracy on-line ilnika przy zwiękzaniu topnia uzkodzenia uzwojenia tojana i zmiany momentu obciążenia. Zwarcie kilku zwojów w jednej fazie ilnika powoduje zwiękzenie amplitudy kładowej 2f dla obu ygnałów odprzęgających (ry. 7a). Szczególnie wi-

398 doczna jet zmiana amplitudy ygnału e x. W odróżnieniu od poprzednio analizowanych ygnałów intenywność zmian, wartości amplitudy 2f dla obu ygnałów odprzęgających jet zależna od momentu obciążenia ilnika. Zmniejza ię ona wraz ze wzrotem obciążenia ilnika. W przypadku analizowania zmian wartości ygnałów e x i e y (ry.7b) można zauważyć niewielki wzrot wraz ze zwiękzaniem topnia uzkodzenia uzwojenia dla ilnika nieobciążonego, a w przypadku ilnika obciążonego praktycznie niezauważalne. 5. PODSUMOWANIE Na podtawie przeprowadzonych badań ekperymentalnych na ilniku indukcyjnym z możliwością fizycznego modelowania zwarć zwojowych i pracującym w trukturze terowania DFOC, można twierdzić że możliwe jet monitorowanie tego typu uzkodzenia we wczenej fazie jego wytąpienia. Pomimo kompenującego działania zamkniętej truktury terowania na ymptomy uzkodzenia, ą one widoczne w kładowej kolejności przeciwnej oraz w hodografie wektora przetrzennego prądu tojana już od zwarcia pojedynczych zwojów. W przypadku ygnałów wirtualnych w cyfrowej trukturze terowania DFOC, realizowanej w proceorze ygnałowym, zwarcie pojedynczych zwojów powoduje itotne zwiękzenie amplitudy kładowej 2f dla obu ygnałów odprzęgających e x, e y oraz ygnałów terujących f x, f y. Analizując wartości ygnałów odprzęgających i terujących można zauważyć, że tylko wartość ygnału f x reaguje na aymetrię wywołaną zwarciem pojedynczych zwojów. Nietety, zmiany te ą na nikim poziomie i mogą być traktowane tylko jako informacja dodatkowa. Realizacja praktyczna monitorowania tanu uzwojeń tojana ilnika wiąże ię z dodaniem dodatkowych procedur diagnotycznych do oprogramowania ytemów terujących przekztałtnikowymi układami napędowymi. Praca naukowa finanowana ze środków Narodowego Centrum Nauki w ramach projektu N N5 63734. LITERATURA [] ORŁOWSKA-KOWALSKA T., Bezczujnikowe układy napędowe z ilnikami indukcyjnymi, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławkiej, Wrocław 23. [2] KOWALSKI C.T., Diagnotyka układów napędowych z ilnikiem indukcyjnym z zatoowaniem metod ztucznej inteligencji, Oficyna wydawnicza Politechniki Wrocławkiej, Wrocław 23. [3] KOWALSKI C., WIERZBICKI R., WOLKIEWICZ M., Stator and Rotor Fault Monitoring of the Inverter-Fed Induction Motor Drive uing State Etimator, Automatika Intern. Journal for Control, Meaurement, Electronic, Computing and Communication, Vol. 54, No. 3, 23. [4] WOLKIEWICZ M., KOWALSKI C.T., Neuronowy detektor zwarć zwojowych tojana ilnika indukcyjnego wykorzytujący analizę PCA wektora prądu, Przegląd Elektrotechniczny, R. 88, nr 4b, 22, 288 293

399 [5] WOLKIEWICZ M., KOWALSKI C.T., KAMIŃSKI M., Wykrywanie zwarć zwojowych ilnika indukcyjnego z wykorzytaniem kładowych ymetrycznych oraz ieci neuronowych, Przegląd Elektrotechniczny, R. 88, nr 4b, 22, 276 28 ZAŁĄCZNIK W tabeli przedtawiono dane znamionowe, w tabeli 2 parametry badanego ilnika indukcyjnego Indukta 9L-4, natomiat w tabeli 3 wielkości bazowe, niezbędne do przejścia z jednotek fizycznych do jednotek względnych [p.u.]. Tabela. Dane znamionowe badanego ilnika Nazwa Symbol Jednotki fizyczne Jednotki względne [p.u.] Moc P N,5 [kw],62 Moment M N,6 [Nm],66 Prędkość obrotowa N N 4 [obr/min],94 Napięcie tojana (fazowe) U N 23 [V],77 Prąd tojana I N 3,5 [A],77 Czętotliwość f N 5 [Hz] Strumień tojana Ψ N,854 [Wb],825 Strumień wirnika Ψ rn,797 [Wb],77 Liczba par biegunów p b 2 [ ] 2 Tabela 2. Parametry badanego ilnika Nazwa Symbol Jednotki Jednotki fizyczne [Ω] względne [p.u.] Rezytancja tojana R 5,32,8 Rezytancja wirnika R r 3,53,538 Reaktancja główna X m 82,396,25 Reaktancja rozprozenia tojana X σ 4,827,73 Reaktancja rozprozenia wirnika X rσ 4,827,73 Tabela 3. Wielkości bazowe Nazwa Równanie Wartość Jednotka Moc S b = 3/2U b I b 2,45 [kw] Moment M b = p b S b /Ω b 5,37 [Nm] Prędkość obrotowa N b = 6f N /p b 5 [obr/min] Napięcie tojana U b = 2U N 325,3 [V] Prąd tojana I b = 2I N 4,95 [A] Czętotliwość f b = f N 5 [Hz] Pulacja kątowa Ω b = 2πf N π [rad/] Strumień Ψ b = U b /Ω b,35 [Wb]

4 STATOR WINDING CONDITION MONITORING IN A FIELD ORIENTED CONTROL OF INDUCTION MOTOR DRIVE Iue of tator winding fault (hort-circuit turn) of an induction motor working in the direct fieldoriented control (DFOC) tructure are dicued in thi paper. The mathematical model and DFOC control tructure with decoupling block are hortly decribed and teted in imulation. It i hown in experimental tet, that even ingle hort-circuit turn of the tator winding caue ignificant change in tator current (in negative current equence component and in vector hodograph) a well a in virtual ignal, available in the DFOC tructure e x, e y, f x, f y, which are acceible in the digital control tructure in DSP.