Diagnosing and thermal verification of induction motors with electromagnetic asymmetry

W pracy przeanalizowano kilka przypadków negatywnych zjawisk towarzyszących eksploatacji silników indukcyjnych z asymetrią elektromagnetyczną. Zjawiska te, rozmaitego pochodzenia, nieraz nakładają się na siebie, utrudniając diagnozę. Rozpatrzono pracę silnika niskoobrotowego dużej mocy, emitującego specyficzny hałas, którego intensywność wzrastała w miarę zwiększania obciążenia. Wyniki badań wskazywały na defekt klatki z możliwym jednoczesnym zwarciem blach pakietu wirnika. Z kolei na stacji prób poddano badaniom dwa jednakowe silniki 6 kV, których praca sugerowała także symptomy wewnętrznej asymetrii elektromagnetycznej poprzez specyficzny dźwięk. Specyficzne zmiany sygnałów diagnostycznych mogą wskazywać na poważniejsze problemy w wirnikach, np. degradację pakietu spowodowaną zwarciami o szerokim zasięgu. Następnie w 3 części pracy przedstawiono wykorzystanie oryginalnej metody diagnostyki termograficznej wirnika dużej mocy i bardzo dużych gabarytów, opartej na nagrzewaniu wirnika przez wymuszony przepływ prądu przez wał, w celu weryfikacji wcześniejszej diagnozy stanu wirnika postawionej w oparciu o pomiar i analizę prądów fazowych silnika i strumienia poosiowego. Kamera termowizyjna rejestruje lokalne wzrosty temperatury w określonych miejscach wirnika i tym sposobem potwierdza zagrożone miejsca w klatce, a także w blachach i konstrukcji mechanicznej wirnika. Osobnym wyzwaniem jest tu zapewnienie wymuszenia prądu o natężeniu kilku kiloamperów, aby tym sposobem nagrzać wirnik.The study analyzed several cases of adverse events associated with the operation of induction motors with electromagnetic asymmetry. These phenomena, of various origin, often overlap, making it difficult to diagnose. A high power low speed motor, emitting a specific noise which intensity increased with increasing load, was considered. The test results indicated a defect in the rotor cage with a possible simultaneous short circuit inside the rotor sheet package. At the testing station two identical 6 kV motors which operation suggested symptoms of internal electromagnetic asymmetry by a specific sound, were subjected to the tests. Specific diagnostic signal changes may indicate more serious rotor problems, such as packet degradation caused by wide range short circuits. The 3rd part of the paper presents the use of the original thermographic method of diagnostics of high power and very large dimensions rotor, based on heating the rotor by forcing the current flow through the shaft, to verify the prior diagnosis based on the measurement and analysis of phase currents of the motor and its axial flux. The infrared camera records the local temperature increases in specific areas of the rotor and thus confirms the presence of exact endangered points of the cage, inside the core and the mechanical structure of the rotor as well. An extra challenge is to provide a forcing of several thousands of amps of the current intensity to thereby heat the rotor