POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej Zakład Mechatroniki i Maszyn Elektrycznych
Przedmiot: Laboratorium Podstaw Diagnostyki Urządzeń Mechatronicznych Temat: Analiza widmowa prądów fazowych silnika klatkowego w stanie niesymetrycznym
akademicki: 2013/2014 Kierunek: Elektrotechnika Studia: stacjonarne Rok studiów: III Semestr: VI Grupa: EUM
Uwagi:Â

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest dokonanie analizy przebiegów prądu stojana w silniku za pomocą narzędzia szybkiej analizy fouriera FFT w programie Scilab.

2. Kod programu

clear();

xdel(winsid());

txt=csvRead("S10.txt",ascii(9),'.','double');

w=size(txt,'r');

txt=txt(2:w,:);

f_p=1/((txt(2,1))-(txt(1,1)));

t_g=0;

t_od=t_g*f_p+1

t_d=0.1;

t_do=t_d*f_p

f0=figure(0);

plot2d(txt(t_od:t_do,1),txt(t_od:t_do,2:4));

legend('L1','L2','L3');

xlabel('czas [s]');

ylabel('prÄ…d [A]');

xgrid(9);

s_fft=fft(txt(:,2:4));

n=size(s_fft,'r');

s_fft=s_fft(1:(n/2),:);

s_fft(1,:)=s_fft(1,:)/2;

s_fft=abs(s_fft)/n;

f=f_p * (0:(n/2-1))/n;

f_g=0;

f_od=f_g*n/f_p + 1;

f_d=2500;

f_do=f_d*n/f_p;

f1=figure(1);

plot2d("nl",f(f_od:f_do),s_fft(f_od:f_do,1:3));

legend('L1','L2','L3');

xlabel('czestotliwosc [Hz]');

ylabel('amplituda');

xgrid(9);

3. Wykresy prądów stojana

Rysunek 1. Przebieg prądów w stanie niesymetrycznym w fazie drugiej

Rysunek 2. Przebieg prądów w stanie niesymetrycznym w fazie pierwszej

Rysunek 3. Przebieg prądów w stanie niesymetrycznym w fazie trzeciej

Rysunek 4. Przebieg prądów fazowych w stanie niesymetrycznym

3. Wykresy analizy FFT

Rysunek 5. Analiza harmoniczna FFT dla fazy trzeciej

Rysunek 6. Analiza harmoniczna FFT dla fazy drugiej

Rysunek 7. Analiza harmoniczna FFT dla fazy pierwszej

Rysunek 8. Analiza harmoniczna FFT

4. Wnioski

Analizowany został poddany plik wynikowy S10.txt otrzymany w czasie badania silnika, plik został dostarczony przez prowadzącego zajęcia. Podczas pracy w czasie zajęć napisaliśmy skrypt do badania danego pliku metodą FFT który został napisany w programie Scilab. Metoda FFT (czasowo-częstotliwościowa) pozwala na szybkie i precyzyjne zweryfikowanie czy składowe sygnału wyjściowego należą do charakterystyki pracy zdrowego urządzenia czy np. niektóre z komponentów są oznaką pogorszenia się stanu technicznego.

Przeprowadzając analizę można zaobserwować że sygnał jest niesymetryczny, prądy poszczególnych faz są zniekształcone oraz ich wartość nie jest równa . Sygnał zawiera wyższe harmoniczne, z szczególnym uwzględnieniem harmonicznych nieparzystych które znacznie wpływają na temperatur silnika oraz wzrost strat w nim. Wyższe harmoniczne wskazują na możliwość uszkodzenia silnika nie tylko uszkodzenia elektrycznego (zwarcie zwojów, uszkodzenie izolacji) ale również te pochodzenia