This paper presents two orthogonal axis models for simulation of three-phase induction motors having asymmetrical windings and inter-turn short circuits on the stator. The first model assumes that each stator phase winding has a different number of turns. To model shorted stator turns, the second model assumes phase as has two windings in series, representing the unaffected portion and the shorted portion. It uses the results of the first model to transfer phase as to qd so that shorted portion is transferred to the q axis. Simulations results from the models are in good agreement with other studies and are compared with experiment carried out on a specially wound motor with taps to allow different number of turns to be shorted. The models have been successfully used to study the transient and steady state behaviour of the induction motor with short-circuited turns, and to test stator fault diagnostic algorithms operating in real time

چکیده

این مقاله دو مدل محور متعامد برای شبیه سازی موتورهای القایی سه فازی که سیم‌پیچ‌های نامتقارن و خطای اتصال کوتاه ناشی از شکست عایق در استاتور دارند، ارائه می‌دهد. در مدل اول فرض می‌شود که تعداد دورهای هر سیم پیچ فاز استاتور متفاوت است. برای مدل کردن دورهای اتصال کوتاه شده‌ی استاتور، در مدل دوم فرض می‌شود که فاز as دو سیم پیچ سری دارد، یکی بخشی را نشان می‌دهد که آسیب ندیده و دیگری نشان دهنده‌ی بخش اتصال کوتاه شده است. این مدل برای انتقال فاز as به qd از نتایج مدل اول استفاده می‌کند، طوریکه بخش اتصال کوتاه شده به محور q منتقل می شود. نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی مدل‌ها با مطالعات دیگر انجام شده به خوبی مطابقت دارد و با آزمایشات انجام شده بر روی موتور آسیب دیده ‌ای که دارای تپ‌ است و می‌توان تعداد دور مختلفی از آن را اتصال کوتاه کرد مقایسه می‌شود. از مدل ها برای مطالعه‌ی رفتار حالت ماندگار و  پاسخ گذرای موتور القایی با دورهای اتصال کوتاه شده استفاده شد. هم‌چنین برای تست الگوریتم‌های تشخیص خطای استاتور که به صورت زمان واقعی کار می‌کنند، هم از این مدل‌ها استفاده شد.

1-مقدمه

به دلیل هزینه‌ی بالای تعمیر ماشین‌آلات، زمان‌بر بودن و مشکلاتی که از لحاظ ایمنی و سلامت دارد، تمرکز صنعت مدرن بر روی تشخیص منابع خطا و یافتن راه حل‌هایی برای پیش بینی خطا در دستگاه‌های صنعتی است [1,2]. تقریبا 36 درصد خرابی موتورهای القایی ناشی از خرابی سیم پیچ استاتور است، و باور بر این است که خرابی از  یک خرابی کوچکی در یک دور سیم پیچ که شناسایی نمی شود شروع می شود و منجر به وقوع اتصال کوتاه فاز به فاز یا فاز به زمین می‌شود [1,2]. برای زودتر فهمیدن این خرابی و پیشگیری از وقوع خاموشی و اتصال کوتاه، دورهای اتصال کوتاه شده در یک سیم پیچ استاتور باید شناسایی یا پیش‌بینی شوند [1-5].

مدلسازی موتورهای القایی با دورهای اتصال کوتاه شده اولین گام در طراحی سیستم‌های تشخیص خطای دور است[3]. شبیه سازی رفتار حالت ماندگار و پاسخ گذرای موتورها با استفاده از این مدل‌ها، امکان ارزیابی صحیح داده‌های اندازه گیری شده توسط تکنیک‌های تشخیص خطا را فراهم می‌کند...