Synchronous motor diagnostics based on the determination of stator currents with the use of FFT and fuzzy logic

W artykule przedstawiono metodę rozpoznawania zwarć w zezwojach stojana silnika synchronicznego na podstawie analizy widmowej prądów zasilających, która wykorzystuje szybką transformację Fouriera (FFT) i logikę rozmytą. Rozpoznawanie uszkodzeń stojana wykonano dla silnika synchronicznego podczas pracy bez uszkodzeń i ze stopniowanym zwarciem grupy zezwojów w jednej fazie stojana. Zastosowano różne wartości rezystancji obwodu zwierającego, co miało na celu określenie wpływu intensywności zwarcia na widmo prądów stojana, a przez to zbadanie możliwości wykrycia zwarć w ich wczesnym stadium, zanim dojdzie do uszkodzenia maszyny. Wyniki badań potwierdzają dużą skuteczność rozpoznawania zwarć w zezwojach stojana na podstawie prądów fazowych zasilających silnik. Zastosowanie logiki rozmytej umożliwia dokonanie automatycznej oceny stanu silnika na podstawie przesłanek zawartych w widmie prądów stojana.The article features a method to identify short circuits in the coils of synchronous motor stators based on the spectrum analysis of feed currents. The method makes use of fast Fourier transform (FFT) and fuzzy logic. The identification of stator damages was carried out for a synchronous motor in the conditions of non-failure work and at stepped short circuit of a coil group in one stator phase. Different resistance values of a short circuit were used in order to determine the impact of short circuit impact on the stator current spectrum which, in turn, allows to detect short circuits in their early phase before a machine breaks down. The test results confirm high efficiency of short circuit identification in stator coils based on phase currents which supply the motor. The use of fuzzy logic enables to automatically assess the condition of the motor on the basis of premises contained in the stator currents spectrum