The following study focused on a measurement campaign of two induction motors (single-phase and three-phase) of the same size and power in the laboratory of “Diagnostics and Design of Electrical machines” of the University of Pavia. The measurement campaign lasted for 3 days spread over 4 months, between the end of 2022 and the beginning of 2023. During the test days, the two induction motors were studied in the following configurations: - First day of testing: three-phase induction motor (healthy and with torque oscillation); - Second day of testing: single-phase induction motor (healthy and with torque oscillation); - Third day of testing: three-phase induction motor (start-ups and single-phase fault operating condition). From the literature, it is known that torque oscillations produce some effects similar to those caused by the breakage of rotor bars. A series of tests were conducted on these motors under different operating conditions, and five quantities were measured using specific probes: phase current, axial stray magnetic flux, radial stray magnetic flux, torque, and voltage. By employing the techniques of stray flux analysis and stator current MCSA (Motor Current Signature Analysis), an analysis was carried out to evaluate the behaviour of the collected signals in the time and frequency domains, in order to identify differences that could be associated with the broken bar faults in the single-phase motors. The diagnostics of this machine is not widely covered in the literature. Furthermore, differences in the harmonic content were examined between the three-phase motor with a single-phase fault operating condition and the single-phase permanent capacitor motor, as they exhibit similar behaviours in this specific scenario.
Il seguente studio si è incentrato su una campagna di misurazioni su due motori asincroni (monofase e trifase) di medesima taglia e potenza nel laboratorio di “Diagnostica e Costruzioni Elettromeccaniche” dell'Università di Pavia. La campagna di misurazione è durata 3 giorni distribuiti lungo 4 mesi, tra la fine del 2022 e l'inizio del 2023. Durante le giornate di test sono stati studiati i due motori asincroni nelle seguenti configurazioni: - Primo giorno di test: motore asincrono trifase (sano e con oscillazione di coppia); - Secondo giorno di test: motore asincrono monofase (sano e con oscillazione di coppia); - Terzo giorno di test: motore asincrono trifase (avviamenti e situazione di guasto di funzionamento a fase singola). Dalla letteratura, è noto che le oscillazioni di coppia producono alcuni effetti simili a quelli provocati alla rottura di barre di rotore. Su questi motori sono state svolte una serie di prove in diverse condizioni di funzionamento e rilevate, con l'ausilio di apposite sonde, cinque grandezze: corrente di fase, flusso magnetico disperso assiale, flusso magnetico disperso radiale, coppia e tensione. Mediante l'utilizzo delle tecniche di analisi del flusso disperso e della corrente di statore (MCSA), è stata condotta un'analisi per valutare l'andamento dei segnali raccolti nel dominio del tempo e della frequenza, al fine di cercare differenze tra il motore trifase e monofase che potessero essere associate ai guasti di barra rotta dei motori monofase. Questo perché la diagnostica di questo tipo di macchina non è ampiamente trattata in letteratura. Inoltre, sono state ricercate differenze nel contenuto armonico tra il motore trifase con guasto di funzionamento a fase singola e il motore monofase a condensatore permanente, che presentano un funzionamento del tutto simile tra loro.
Studio dei segnali elettromagnetici provenienti da motori asincroni monofase e trifase anche con guasto di funzionamento a fase singola
DE TULLIO, RICCARDO
2021/2022
Abstract
The following study focused on a measurement campaign of two induction motors (single-phase and three-phase) of the same size and power in the laboratory of “Diagnostics and Design of Electrical machines” of the University of Pavia. The measurement campaign lasted for 3 days spread over 4 months, between the end of 2022 and the beginning of 2023. During the test days, the two induction motors were studied in the following configurations: - First day of testing: three-phase induction motor (healthy and with torque oscillation); - Second day of testing: single-phase induction motor (healthy and with torque oscillation); - Third day of testing: three-phase induction motor (start-ups and single-phase fault operating condition). From the literature, it is known that torque oscillations produce some effects similar to those caused by the breakage of rotor bars. A series of tests were conducted on these motors under different operating conditions, and five quantities were measured using specific probes: phase current, axial stray magnetic flux, radial stray magnetic flux, torque, and voltage. By employing the techniques of stray flux analysis and stator current MCSA (Motor Current Signature Analysis), an analysis was carried out to evaluate the behaviour of the collected signals in the time and frequency domains, in order to identify differences that could be associated with the broken bar faults in the single-phase motors. The diagnostics of this machine is not widely covered in the literature. Furthermore, differences in the harmonic content were examined between the three-phase motor with a single-phase fault operating condition and the single-phase permanent capacitor motor, as they exhibit similar behaviours in this specific scenario.È consentito all'utente scaricare e condividere i documenti disponibili a testo pieno in UNITESI UNIPV nel rispetto della licenza Creative Commons del tipo CC BY NC ND.
Per maggiori informazioni e per verifiche sull'eventuale disponibilità del file scrivere a: unitesi@unipv.it.
https://hdl.handle.net/20.500.14239/15986