background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

Witold Rams, Jan Rusek 

AGH Kraków 

 

PRAKTYCZNA DIAGNOSTYKA MASZYN INDUKCYJNYCH KLATKOWYCH 

 

PRACTICAL DIAGNOSTICS OF SQUIRREL CAGE INDUCTION MACHINES 

 

Abstract:  The  paper  present  diagnostic  reports  produced  by  diagnosing  some  machines  in  the  industry.  The  machines 

investigated drive coal mills, air blasters, water-feed pumps and smoke exhausters. Diagnoses of the state of their cages are 

accounted  for  by  scheduling  reparations  of  these  machines.  Assessment  of  cage  states  was  based  on  measurements  of  the 

magnitude of the (1±2s)f

0

 current components, where: s – slip, f

0

 – frequency of the supply system. The measurements of 

these components  were performed during stationary operations by current loads.  Additionally, the (1-2s)f

0

 component  was 

measured during starting up as well. The measurements relied on non-invasive, digital registration of the secondary currents 

in the on-site current transformers. All the on-site circuits were left intact, as only the Dietz mini clamps surrounded the leads 

with secondary currents. The currents were registered in two phases, though only one signal was used for diagnostics. Two of 

the  machines  were  found  to  show  up  cage  asymmetry  characteristic  for  at  least  one  broken  bar.  Discrepancy  between  the 

magnitude of the (1-2s)f

0

 component during starting up and steady state allowed to conclude that in the case of a double-cage 

machine the damage must have taken place in the starting cage. 

 
 

Sławomir Szymaniec 

Politechnika Opolska 

 

ASPEKTY METROLOGICZNE DIAGNOSTYKI PR DOWEJ SILNIKÓW 

ELEKTRYCZNYCH 

 

  

THE METROLOGICAL ASPECTS OF CURRENT DIAGNOSTICS  

OF THE ELECTRICAL MOTORS 

 

Abstract:

 

This paper describes the metrological aspects of current diagnostics of the electrical motors. The author exchanged 

most often met damages of motors, which can be diagnosed with taking into consideration measurement and current analysis. 

One turned attention on errors commited during of measurements and analyses of current for needs of diagnostics. One talk 

overed  met  in  industry  arrangements  measuring  to  current  diagnostics  of  electrical  motors  with  used  Rogowski  coils, 

halleffect transducers and current transformers. 

 

 

Tadeusz Glinka 

BOBRME Komel, Katowice 

 

KLASYFIKACJA  STOPNIA ZU YCIA  IZOLACJI UZWOJE  

MASZYN ELEKTRYCZNYCH 

 

CLASSIFICATION OF ELECTRICAL MACHINES WINDINGS’ INSULATION DEGREE OF 

WEAR 

 

Abstract:  Classification  of      electrical  machines  windings’  insulation  degree  of  wear  has  been  presented  on  the  basis  of 

twenty electrical machines operating in rolling mill. Four of these are synchronous machines, eight are d.c. generators and 

remaining eight are rolling mill driving motors. The insulation diagnostic tests include: 

measurement of insulation resistance (for steady-state conditions) vs. supply voltage R

60

=f(U), 

measurement of leakage current versus time i

p

=f(t), after a unit step voltage of rated value was applied , 

measurement of voltage recovery curve U

od

=f(t); this is measured after the system had been earlier charged with rated 

voltage, and then short-circuited for t

z

 seconds. 

Basing on the measurements the criteria indices of insulation system are developed; these are set out in Table 1. These indices 

help  to  assess  the  insulation’s  degree  of  wear  according  to  mark  system:  from  5  (very  good  insulation)  downto  1  (worn 

insulation)  –  Table  2.  Figures  2-4  show  the  characteristic  curves:  R

60

=f(U)  (Fig.2),  U

od

=f(t)  (Fig.3)  and  i

p

=f(t)  (Fig.4)  for 

selected windings, while Table 3 sets out criteria indices for these windings’ insulation. 

 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

 

Jarosław Mielczarek 

Biuro Projektów i Usług Inwestorskich PRO-MAC 

 

MONITORING STANU IZOLACJI PRZEMYSŁOWYCH  

UKŁADÓW NAP DOWYCH  

 

INSULATION MONITORING OF INDUSTRIAL DRIVES 

 

Abstract: This article describes principles of insulation control in electrical networks with drives. Especially phenomenon 

caused  by  frequency  converters  are  taken  into  account,  like  DC  leakage  currents,  large  earth  capacitances,  high  harmonic 

distortions. Methods are described separately for earthed (TN, TT) and for unearthed (IT) systems. Additionally article shows 

possibility of continuous insulation condition control of unsupplied motors, to keep them on standby. 

 
 

Mirosław W siel, 

PUP Eltur-Serwis Sp. z o. o.

 

Janusz Wo niak, 

Politechnika Wrocławska 

 

DIAGNOSTYKA EKSPLOATACYJNA NAP DÓW 

ELEKTRYCZNYCH DU YCH MOCY – DIAGNOZOWANIE 

ŁO YSK TOCZNYCH 

 

OPERATING DIAGNOSTICS OF HIGH POWER ELECTRIC DRIVES 

– DIAGNOSING OF ROLLING BEARINGS 

 

Abstract: In many cases the most unreliable elements of driving systems are rolling bearings. Their insufficient durability 

makes  them  one  of  the  sore  points  taken  into  consideration  when  analysing  the  reliability  of  the  whole  equipment.    The 

variety  of  the  phenomena  accompanying  the  course  of  wear  and  tear  of  the  rolling  bears  makes  it  possible  to  use  many 

diagnostic methods. The paper presents some examples of a diagnostic study of the state of rolling bearings in electric drives 

with  the  use  of  the  frequency  analysis  of  vibrations.  Purposefulness  of  introducing  vibroacoustic  diagnostics  has  been 

demonstrated,  selected  operational  states  of  unfitness  of  electric  drives  have  been  presented.  The  study  carried  out  on  the 

basis of frequency analysis of vibrations made it possible to observe the progress of damage over time and to identify the kind 

of the damage. Pictures of the damaged rolling elements have been presented. They reflect the purposefulness of the decisions 

taken. On the basis of the obtained study results the assessment of currently applied methods of operational diagnostics of 

rolling bearings was made. 

 

 
 

Tomasz Gawro ski, Krzysztof Skulimowski

ZREW S.A.  

Wojciech Urba ski

Politechnika Warszawska

 

 

PROFILAKTYCZNE BADANIA SILNIKÓW W DIAGNOSTYCE 

PRZEMYSŁOWYCH  NAP DÓW  ELEKTRYCZNYCH 

 

PREVENTIVE DIAGNOSTIC TESTS OF INDUSTRIAL ELECTRICAL DRIVES 

 

Abstrakt:  The  article  presents,  against  the  background  of  technical  diagnostics  development,  diagnosing  and  monitoring 

methods for equipment and process engineering lines, reliable and offered at present by the Company Zakłady Remontowe 

Energetyki  Warszawa  S.A.  (ZREW).  These,  usually  very  responsible  and  sophisticated,  technical  systems  are  driven  by 

electric  motors.  Many  years  of  experience  justifies  the  selection  of,  indicated  in  the  paper,  physical  quantitative,  the 

measurement  of  which  allows  efficient  elaboration  of  a  diagnosis.  First  of  all,  an  important  role  of  the  vibration  signal  in 

examination  of  this  type  of  objects  was  singled  out.  The  ZREW  uses  high  class  equipment  and  specialised  diagnostic 

programming. The above-mentioned means make possible, after a logistic reconnaissance of objects, elaboration of proper for 

them,  diagnostic,  monitoring  and  supervising  procedures,  and  of  methods  for  measurement  signals  processing.  The  article 

points out the  significance of organisation of computer databases and of ergonomic  ways of communication  with services 

performing measurements and with their principals. 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

An important conclusion is the proof of how important is the firm’s quality system for correct performance of diagnostic tests 

and for satisfactory cooperation with the company’s customers. In the ZREW it is organised according to the ISO 9001:2000 

norm provisions. 

Works,  performed  by  the  diagnostic  staff  of  the  ZREW,  bring  as  the  result,  every  time,  lowering  of  operating  costs  of 

equipment with simultaneous increase of the equipment’s availability and reliability. They influence directly high economic 

effectiveness of the company, which ordered the diagnostic tests. 

 
 

Antoni Nykli ski, Witold Rams, 

AGH Kraków

  

Michał Rams, 

Uniwersytet Jagiello ski Kraków 

 

SYSTEM POMIAROWY DO DIAGNOSTYKI  

MASZYN I URZ DZE  ELEKTRYCZNYCH 

 

MEASUREMENT SYSTEM FOR DIAGNOSTIC OF ELECTRICAL  

MACHINES AND APPARATUS 

 

Abstract: The paper presents the diagnostic system made for electric machines and apparatus diagnostic in laboratories and 

in  the  industry.  The  system  is  portable  and  easy  to  transport.  One  can  use  them  for  tests  on  rotating  machines  and 

transformers  after  manufacture  or  after  erection  on  site  in  accordance  with  standard  specifications.  These  tests  cover 

insulation resistance, winding resistance and impedance and some further tests on different types of machines and apparatus 

which  are  required  to  meet  customer’s  requirements  or  to  obtain  some  particular  data.  For  transformers  it  is  possible  to 

measure  the  ratio  and  to  check  interphase  connection.  Each  measured  value  has  obtained  its  uncertainty.  Calibration  of 

system  can  be  done  for  traceability  assurance.  System  can  record  and  to  archive  results  of  measuring.  Fourier  analysis  of 

recorded processes is also available. 

 
 

Maciej Bernatt 

BOBRME Komel, Katowice 

 

O AWARYJNO CI SILNIKÓW KLATKOWYCH  

WYSOKIEGO NAPI CIA 

 

BREAKDOWNS AND FAILURES OF HIGH VOLTAGE  

SQUIRREL CAGE AC MOTORS 

 

Abstract.  Break-down  rate  of  high  voltage  AC  squirrel  cage  motors  is  not  very  high.  But  any  failure  of  large  AC  motor 

involves for its user costs and losses uncomparable higher than the simple cost of repair or even replacing of the motor. In the 

paper  the main reasons of large AC motors failures are discussed, most of them occur, or at least just begin, at starting period 

of  the  motor  (when  DOL  starting  method  applied).  Possible  ways  of  minimizing  break-downs  number  are    presented, 

importance of proper diagnostic tests underlined. Two break-down examples: 1000 kW, 1500 RPM and 515 kW, 3000 RPM, 

6000 V motor are discussed. After failure both motors were redesigned and renewed at their repair process. After redesigning 

the motors work satisfactory.   

 

 
 

Jakub Bernatt, Maciej Bernatt 

BOBRME Komel, Katowice 

 

EKSPERTYZY I OCENY PRZYCZYN USZKODZE  SILNIKÓW 

ELEKTRYCZNYCH DU EJ MOCY – CZ.2 

 

EXPERT EVIDENCES AND DEFAULT CAUSES OF LARGE AC MOTORS- part 2 

 

Abstract: The main field of activity of the Research and Development Centre of Electrical Machines KOMEL (Katowice, 

Poland)  is  designing,  redesigning  and  laboratory  testing  of  different  kind  of  electrical  machines,  mainly  AC  motors.  But 

Komel Centre carries out as well: diagnostics, different expert evidences, studies of default causes, especially for large AC 

41 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

motors  and  driving  systems.  Expert  evidences  carried  out  by  KOMEL  contain  not  only  a  simple  list  of    damages  in  the 

machine concerned, but explain its fundamental cause  and the most probable course of events of destruction. Results of this 

expert  evidences  are  exploited  in  designing  process,  especially  for  high  power  machines  of  high  starting  and  high 

performance requirements. In the paper the most interesting study cases for  different failures investigated in year 2003 by 

Komel Centre are shown. These are failure of 4800 kW slip-ring motor and case of high vibration of 522 kW 2 pole motor. 

The paper is a continuation of paper presented in May 2003 during PEMINE Conference[1], where  failures of antifriction 

bearings, shafts,  rotor squirrel cages, stator windings of different  AC motors medium and high output have been presented. 

The design countermeasures  taken by KOMEL to avoid such a failure in further exploitation are proposed. 

 
 

Szymon Liszka 

Fundacja na Rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii, Katowice  

 

ZAANGA OWANIE  RODKÓW GLOBALNEGO FUNDUSZU OCHRONY 

RODOWISKA (GEF) W DZIAŁANIA ZMIERZAJ CE DO RACJONALIZACJI 

ZU YCIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ 

W POLSCE - 

POLSKI PROGRAM EFEKTYWNEGO WYKORZYSTANIA ENERGII W 

NAP DACH ELEKTRYCZNYCH (PEMP) 

 

POLISH ENERGY EFFICIENT MOTORS PROGRAM - PEMP. 

GLOBAL ENVIRONMENTAL FUND FINANCING ENERGY EFFICIENCY  

IN ELECTRIC MOTOR SYSTEMS IN POLAND 

 

Abstract: After six year of preparation phase Polish Energy Efficient Motors Program - PEMP was approved and signed by 

Global Environment Facility (GEF). In the article the way the project was developed and final shape of the implementation 

phase of the project is described. Description focuses on the PEMP Center which is responsible for the capacity building and 

awareness activity, such as: 

- establish a sustainable institutional mechanism for the provision of information and services for the energy efficient electric 

motors market; 

- gather and provide information on the energy efficient motors market in Poland, thereby establishing a market baseline and 

providing a resource on market activities and a source of information for benchmarking; 

- document and compile information on the benefits of energy efficient motors; 

- provide technical and business advisory services for pilot projects and business project development; 

- train project developers, industry, and financial institutions on energy audits, feasibility studies, funding applications, etc. 

 
 

Stefan Gierlotka 

KWK Wujek, Katowice

 

 

ZAGRO ENIA PORA ENIA PR DEM POWODOWANE MASZYNAMI 

ELEKTRYCZNYMI WYŁ CZANYMI Z RUCHU 

 

DANGER OF ELECTRICAL SHOCK CAUSED BY SWITCHING OFF ELECTRICAL 

MACHINES 

 

Abstract: The paper describes danger of electrical shock caused by rotating electrical motors after switching them off. When 

the motor rotates after cutting off the supply voltage the dangerous voltage (U > 50 V) remains in the motor and in the cable. 
The measured voltages after switching off motors of output  36 

÷ 400 kW indicate that the time with electrical shock danger 

is 1,2 

÷ 5,3 seconds.          

 
 

 

 

 

 

53 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

Jerzy Szyma ski 

Politechnika Radomska 

 

OCHRONA PRZECIWPORA ENIOWA INSTALACJI NAP DOWYCH Z 

NAPI CIOWYMI PRZEMIENNIKAMI CZ STOTLIWO CI ZASILANYMI Z 

SIECI TN-S DO 1 kV 

 

ELECTRIC SHOCK SAFETY IN INDUSTRIAL MOTOR DRIVE INSTALLATION WITH 

VOLTAGE FREQUENCY CONVERTER SUPPLIED FROM TN-S POWER SYSTEM UP TO 

1 kV 

 

Abstract:

 

Voltage frequency converter for driving systems is complicated power electronic device, in aspect of assurance 

proper protections against electric shock. Increases it large difficulties at  designing and building of it power supply system. 

In this paper author passed analysis of supply power system with drive VFC in rules of electric shock protection, according 

to  norm  IEC  60364.  One  proposed  realization  of  additional  shock  protection  in  typical  installation,  is  only  by  use  quick 

disconnection of VFC from power supply by fuses and proper drive equipments connection to the earth. Proper appointment 

of impedance loop of short-circuit on VFC power supply connectors has basic meaning for selection value of input quick 

fuses. Using connections to  earth of VFC protective connector PE with little impedance for high frequency waves, indeed 

limits  disturbances  about  radio  frequencies  emitted  to  environment.  In  normal  work  of  these  drive  systems  accrues  high 

frequencies currents which dependents from VFC configuration and conditions of installation work. These currents make 

impossible  usage  high  sensitive  RCD  switches.  In  supplement  safety  protection  only,  as  protection  against  fire,  author 

allows usage of  RCD  switches type  A  with earth currents  from 100 - 500mA. This paper can have controversial discuss 

because positions different specialists are here strongly not uniform. 

 
 

Mieczysław Zielichowski, Tomasz Szlezak 

Politechnika Wrocławska 

 

BEZPIECZE STWO EKSPLOATACJI GENERATORÓW ZE WZGL DU NA 

ZAGRO ENIA ZIEMNOZWARCIOWE 

 

GENERATORS EXPLOITATION SAFETY IN RESPECT OF GROUND-FAULT HAZARDS 

 

Abstract:  Optimization  of  operating  conditions  of  ground-fault  protection  systems  for  unit-connected  generators  may  be 

achieved solely after estimation of effects of ground-faults in generator stator winding, with simultaneous consideration both  

stator  core  and  insulation  damages,  and  ground-fault  overvoltages.  In  this  paper  estimation  of  ground-faults  effects  in 

generators with neutral isolated and grounded through resistor was presented. Both ground-fault damages and ground-fault 

overvoltages were considered. The analysis was performed for 200MW unit-connected generator running in domestic power 

system.

 

 
 

Tadeusz Glinka, Mieczysław Jakubiec, Wojciech Poprawski 

BOBRME Komel, Katowice 

 

ENERGOOSZCZ DNO  NAP DÓW O REGULOWANEJ PR DKO CI 

OBROTOWEJ 

 

ENERGY-SAVING VARIABLE SPEED DRIVES 

 

Abstract: Energy-saving electrical drive (Fig.1) is the type of drive working at its minimum required rotational speed (1). 

The algorithm of energy-saving drive operation can be applied to (Fig.2): 

-  d.c. motor with electromagnetic excitation, 

-  d.c. motor with permanent magnet excitation (Fig.4), 

-  cage induction motor, 

-  brushless motor with electronic commutator. 

The paper gives the comparison of these four motor types. 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

The comparison criterion is the motor’s volume, i.e. all the motors have identical outer dimensions as shown in Fig.3. If it is 
assumed  that  during  steady-state  operation  the  active  power  loss  in  all  motors  is  kept  constant 

∆P   4900 W,  then  each 

motor’s ratings (power and efficiency) are different (Table 1). The brushless motor is characterized by highest rated power 

(77 kW) and efficiency (94%). If rated power of brushless  motor is decreased down to  53 kW, i.e. to the induction motor 

rated power value, then power loss in brushless motor drops down to 2300 W, and the efficiency rises to 95,8%. 

 
 

Zbigniew Szulc, Jerzy Przybylski 

Politechnika Warszawska 

 

TECHNICZNE I EKONOMICZNE ASPEKTY ZASTOSOWANIA   

SOFT-STARTU DO SILNIKA INDUKCYJNEGO KLATKOWEGO   

O MOCY 3,7 MW I NAPI CIU 6 kV 

 

TECHNICAL AND ECONOMICAL ASPECTS OF THE APPLICATION  

OF THE SOFT-START FOR INDUCTION MOTOR 3,7 MW/6 kV 

 

Abstract: This paper presents technical and economical effects after applying a soft-start to the 3,7 MW, 6kV squirrel-cage 

motor  driving  paper  refiner.  The  soft-start  is  voltage  controller  based  on  phase  controlled  SCR.  Simulation  and  practical 

results after a nine-month exploitation confirmed that proposed solution achieved preliminary requirements like: current limit 

and decrease of pulsating torque during the first few seconds of starting the motor. These requirements allowed to increase 

motor lifetime and to eliminate the necessity of reconfiguration power grid before starting the motor. Additional economical 

effect is a possibility of saving energy due to decreasing the idle run time of the drive. 

 
 

Bronisław Firago, 

Białoruska Pa stwowa Akademia Techniczna w Mi sku

 

Leszek Pawlaczyk, 

Politechnika Wrocławska

 

 

DOPUSZCZALNY MOMENT SILNIKA INDUKCYJNEGO  

W PRZYPADKU STEROWANIA CZ STOTLIWO CIOWEGO 

 

THE CONTINUOS USABLE TROUGE OF A FREQUENCY – CONTROLLED INDUCTION 

MOTOR WITH THE SELF - VENTILATION 

 

Abstract:  The  article  deals  with  the  determination  of  the  continuous  usable  torque  for  a  frequency - controlled  induction 

motor with the self – ventilation and stabilization of the magnetic flux linkage. The developed technique takes into account 

the heating power losses and the ambient temperature. On the basis of this technique takes into account the continuous steady 

state electromagnetic torque can be calculated for a given frequency of the induction motor including a standstill condition. 

The results of calculations for three induction motors of 3, 55 and 160 kW are presented in curves: torque versus frequency. 

 
 

Stanisław Azarewicz, Adam Zalas 

Politechnika Wrocławska 

 

CZ STOTLIWO CIOWE STEROWANIE NAP DÓW PO REDNICH 

PRZENO NIKÓW TA MOWYCH 

 

FREQUENCY STEERING OF INDIRECT DRIVE FOR BELT CONVEYORS 

 

Abstract:

 

Indirect  drive  in  long  belt  conveyors  can  lessen  the  stresses  in  the  belt  and  in  the  load  bearing  structure  of  the 

conveyor because of the distribution  of the belt

′s pulling force into several components of force. The indirect drives without 

pouring  point  are  interesting  solutions  both  from  the  technical,  and  the  economical  points  of  view.  Most  frequently  used 

solution is an auxiliary conveyor which drives the runners of the main conveyor. The problem in manufacturing this sort of 

drives is both the variability of thermal compression between the belt and runners in belt load function, and the necessity to 
adjust  the  driving  velocity  of  the  auxiliary  drive

′s  motor  to  the  current  parameters  of  the  main  belt′s  load.  All  these 

requirements cause the driving motors of the auxiliary drive to be powered from the frequency converter Typical methods of 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

frequency  changer  control  do  not  always  provide  satisfactory  results  in  the  difficult  working  conditions  of  the  auxiliary 

drives, the use of positioning system of induction motors was suggested. Conducted laboratory tests of the drives showed the 

advisability of usage of machine tool motor for the realization of indirect drive for belt conveyors. 

 
 

Jadwiga Płoszy ska 

Politechnika Rzeszowska 

 

DYSKUSJA NIEPO

DANYCH ZJAWISK 

WYST PUJ CYCH W SILNIKACH INDUKCYJNYCH 

 

DISCUSSION ON UNDESIRABLE PHENOMENA OCCURED 

IN INDUCTION MOTORS 

 

Abstract: During operation of squirrel-cage motors, undesirable phenomena can be observed. They influence on the life of 

motors  and  have  an  unfavourable  influence  on  the  environment.  Duration,  place  and  intensity  of  occurrence  of  these 

phenomena are diverse. Complete elimination of reasons of the side-effects is not possible. The aim of detailed recognition of 

undesirable phenomena in induction motors is an explanation of reason of their formation and to show the actions leading to 

their minimization. 

Trial  of  systematization  of  undesirable  phenomena  occurring  in  induction  motors  was  undertaken  in  the  article.  During 

systematization,  place  of  occurrence  and  reasons  of  phenomena  were  taken  into  account.  The  results  demonstrated  during 

steady  state  and  starting  of  motor  were  shown.  Taking  into  account  the  place  of  occurrence,  the  zone  of  gap  of  magnetic 

circuit, the part of squirrel-cage winding outside the sheet pack, sheet pack of rotor core and bearings should be considered. 

The effect of flow of large starting current is emission of considerable amount of energy in the squirrel cage winding of the 

rotor. This energy causes thermal effects. During steady operation, the undesirable effects in the form of decreased efficiency, 

increased noises and vibrations, deformed mechanical characteristic, flow of crosswise currents in the pack of rotor, may be 

expected in the process of conversion of electric energy. 

 
 

Tomasz Zawilak, Ludwik Antal, Jan Zawilak 

Politechnika Wrocławska 

 

ROZRUCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH 

Z ROZDZIELONYMI UZWOJENIAMI STOJANA 

 

START UP OF INDUCTION MOTOR 

WITH TWO SEPARATED STATOR WINDINGS

 

 

Abstract:  This  paper  presents  a  method  of  attenuating  start  up  processes  of  high  power  AC  motors.  In  this  method  two 

separated thee-phase windings are used. During start up one of the winding is supplied from the network and the second one 

is connected to capacitor bank. Reactive component of the starting current is partially compensated by  secondary  winding 

current  that  is  caused  by  transformation  voltage.  A  mathematical  model  of  this  motor  is  presented.  There  were  made 

calculations of transient characteristics which are compared to measured transients of manufacturing model. 

 
 

Ludwik Antal, Jan Zawilak  

Politechnika Wrocławska

 

 

WYNIKI BADA  DWUBIEGOWEGO 

SILNIKA SYNCHRONICZNEGO 

 

TWO SPEED SYNCHRONOUS MOTOR TESTING RESULTS 

 

Abstract: The work presented testing results of a 600/1050kW, two-speed synchronous motor, with two synchronous speeds 

500  and  600  rev/min.  destined  to  drive  a  main  mine  ventilating  fan.  The  excitation  winding  of  the  tested  motor  may  be 

connected using 8 or 10 poles. Theoretical evaluation as well as tests results conclude that a complete disconnecting of two 

poles has a positive influence on  motor’s  work at lower speed and negative on  work at  higher speed. The conducted tests 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

permitted  an  assessment  of  motor  work  quality  at  each  of  the  two  speeds.  During  tests,  voltage,  armature  and  excitation 

currents course as well as direct start-up, steady asynchronous speed, synchronization and motor loading were recorded for 

both  rotating  speeds.  Armature  current  recording  and  harmonic  analysis  of  these  courses  showed  the  degree  of  current 

deformation caused by asymmetry of the excitation circuits, which is the condition to obtain the second, lower rotating speed. 

An asynchronous run with small slip, permitted to establish motor’s synchronous reactance in both its axis. Two-step starting 

of a two-pole motor is characterized by lower than a single pole motor starting current. Vibration measurements had shown 

that the vibration level is higher than in a single pole motor. Thermo-visual temperature measurements demonstrate that the 

maximal temperature appears on some bolts of the stator core and is higher at lower speed operation. The increased values of 

vibration and temperatures of the tested two-pole motor do not exceed the permitted values. 

 
 

Tadeusz Glinka, Mieczysław Jakubiec, Robert Rossa 

BOBRME Komel, Katowice 

 

SILNIKI SYNCHRONICZNE O ROZRUCHU ASYNCHRONICZNYM 

 

LINE START SYNCHRONOUS MOTORS 

 

Abstract:  In  this  paper  a  new  concept  of  line  start  synchronous  reluctance  motor  (LSRM)  and  line  start  synchronous 

reluctance  motor  co-excited  by  permanent  magnets  (LSRMPM)  is  shown.  The  paper  describes  construction  and  shows 

parameters of LSRM and LSRMPM also comparing them with parameters of induction motors (IM). The main advantage of 

these  motors is asynchronous start-up and synchronous operation. While the  LSRM  have  got lower output than IM  of the 

same cubature, the LSRMPM have the output equal to IM. It allows to use the LSRM and LSRMPM in all drives requiring 

the constant speed (not depending of the load) or in group drives where all motors must work together synchronously. Since 

the excellent working parameters the LSRM and LSRMPM are subject of number of patents (pending).     

 
 

Tadeusz Glinka, Artur Polak 

BOBRME Komel, Katowice 

 

MAGNESOWANIE MAGNESÓW TRWAŁYCH 

- MO LIWO CI LABORATORIUM BOBRME KOMEL 

 

MAGNETISING OF PERMANENT MAGNETS IN LABORATORY OF KOMEL CENTRE 

 

Abstract:  Magnetising  of  NdFeB  permanent  magnets  is  performed  in  electromagnetic  circuit  shown  in  Fig.1.  Charged 

condenser  battery  acts  as  a  source  of  pulse  magnetizing  current  –  Fig.2.  Exciter’s  current,  which  flows  after  the  charged 

condenser’s  battery  is  switched  on  reaches  its  maximum  value,  along  hyperbolic  sine  (Fig.4a)  or  cosine  curve  (Fig.4b). 

Current  change  is  aperiodical,  with  exciter’s  electromagnetic  time  constant.  Laboratory  of  Komel  Centre  uses  condenser 

battery of maximum energy equal to 9600 J. The battery consists of four sections (Fig.5), which can be connected: in parallel 

(120 mF, 400 V), in mixed connection (30 mF, 800V) or in serial connection (7,5 mF, 1600 V). 

 
 

Jakub Bernatt 

BOBRME Komel, Katowice 

 

WYKORZYSTANIE PR DNIC SYNCHRONICZNYCH DO BUDOWY 

MAŁYCH ELEKTROWNI WIATROWYCH 

 

SYNCHRONOUS ALTERNATOR USED IN CONSTRUCTION  

OF SMALL WIND-MILLS 

 

Abstract:  The  paper  describes  small  a  wind-mill  built  by  a  farmer.  The  synchronous  alternator  with  permanent  magnets 

manufactured by Komel was implemented in this wind-mill. Electricity produced by the wind-mill is consumed for heating 

purposes (water and house). It is stated that use of synchronous alternators in small wind-mills is necessary for satisfactory 

performance of the wind power station. The alternator used in the described wind-mill is characterised by low rotating speed 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

to reduce power loses in gear box. Synchronous alternator with PM is self excited and can supply separated grid. It can be 

overloaded even by 50% without any damage.  

Author’s intention was to show that construction of the wind-mill for self use of electricity is easy and not expensive, but 

special attention to rotor of the wind-mill and to alternator should be paid. 

 
 

Ryszard Dziworski 

Lubelska Wytwórnia D wigów Osobowych Lift Service S.A. 

 

METODYKA POMIARÓW I OCENA ENERGOCHŁONNO CI 

ELEKTRYCZNYCH NAP DÓW D WIGÓW OSOBOWYCH 

 

METHODS OF MEASUREMENTS OF THE ENERGY CONSUMPTION 

IN ELECTRICAL DRIVE SYSTEMS IN LIFTS 

  

Abstract:  In above report there were presented methods of measurements the energy consumption and the intensivity of 

exploatation the different drive systems in electrical lifts as well as the preeliminary summary of the measuring results done 

on four lifts. 

Here are presented the most important calculated faktors received as the result made measurments by using specjally created 

to this purpose measurement devices.             

 
 

Ryszard Rut 

Politechnika Rzeszowska 

 

SKUTECZNO  OBNI ENIA HAŁASU 

W SILNIKACH WYSOKIEGO NAPI CIA  REDNIEJ I DU EJ MOCY 

 

EFFICIENCY OF NOISE REDUCTION IN MIDDLE AND HIGH OUTPUT 

HIGH VOLTAGE AC MOTORS 

 

Abstract:. Large part of high power electric motors used in polish industry are at least 20-30 years old products. The motors 

were designed in 60-ties or 70-ties of the last century. Noise level of industry machinery was regarded as of minor importance 

in those days. Replacing a high voltage, high power motor just because of its noise level is not always economically justyfied. 

In  the  paper  methods  of  diminishing  of  the  noise  level  of  high  voltage  induction  motors  are  given,  several  examples  are 

presented, as well. 

 
 

Roman Krok, Politechnika  l skia 

Janusz Wróblewski, 

D browska Fabryka Maszyn Elektrycznych „DAMEL” S.A.

 

BADANIA WPŁYWU ZMIAN WARUNKÓW CHŁODZENIA 

NA STAN CIEPLNY SILNIKÓW INDUKCYJNYCH 

PRACUJ CYCH W PODZIEMIACH KOPAL  

INVESTIGATIONS OF THE INFLUENCE OF COOLING CONDITIONS 

CHANGES ON THERMAL STATE OF INDUKTION MOTORS WORKING 

IN COAL-MINE UNDERGROUND 

 

Abstract: The paper presents a model for calculating temperature fields in water-cooled induction motors. The model was 

worked out basing on the method of thermal-electrical networks. It was the basis for developing the computer program for 

thermal  investigations  of  mine  motors.  In  order  to  determine  the accuracy  of  representing  the  thermal  state  of  a  motor  by 

means of the worked out model there were made thermal measurements of the motor. Thermal investigations of mine motors 

of 400 kW working in coal-mine underground were performed by means of the computer program. The influence of changes 

of  load  as  well  as  parameters  characterizing  operating  conditions  (for  instance:  the  ambient  temperature,  the  temperature 

of water  at  the  inlet  to  the  frame)  on  the  thermal  state  of  the  motor  was  determined  basing  on  the  obtained  results  of  the 

simulation investigations. 

background image

Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne Nr 68/2004

 

Jurij Czuczman, Denys  aksimovicz 

Uniwersitet Narodowy „Politechnika Lwowska” 

MODERNIZACJA UZWOJE  WSYPYWANYCH SILNIKÓW 

ASYNCHRONICZNYCH PODCZAS REMONTÓW 

THE ANALYSIS OF THE USE AND MODERNIZATION OF INDUCTION MOTORS WITH 

FILLING WINDINGS DURING THE REPAIR

 

Abstract:

 

This article deals with the interrelationship of performance characteristics of the induction motors with the fillings 

windings  that  are  dependent  on  the  type  of  windings  which  are  used  during  the  repair.

 

In  order  to  decrease  the  labor-

intensiveness of the technological process one could make wider use of a lathe for the mechanized working of this kind of 

motors. At the same time it could cause an increase in the losses in the magnetic wires, the size of power loss, the decreasing 

of  its  reliability,  and  the  term  of  its  operation.

 

This  type  of  motor  could  be  mainly  repaired  by  service  station  whose 

technological equipment is different from the equipment of big businesses. A solution for all of these problems could be a 

process of modernization of the stators’ windings during the repair. This modernization includes the replacement of single-

layer or single-double-layer concentric windings in favor of single-layer equipment windings or double-layer windings.

 

There 

are examples of the realization of the different types of windings that could provide the minimization of copper use without 

increasing the labor-intensiveness of the procedure. At the same time it provides the decrease of power lose in the motors 

with invariably power factor. 

 

Henryk Borecki  

ENERGOKONSULTING Lubliniec 

 

ROZWÓJ  LOKALNYCH  WYŁADOWA   ELEKTRYCZNYCH 

W  IZOLACJI  MI DZYZWOJOWEJ STOJANA   

HYDROGENERATORA 

 

DEVELOPMENT OF LOCAL ELECTRICAL DISCHARGES  

IN HYDROGENERATOR TURN-TO-TURN STATOR INSULATION

 

 

Abstract: Voltage distribution in  gaseous solid or liquid inclusions is determined by local capacities. Author made studies 

and  tests  of  turn-to-turn  insulation  of  a  stator  coil  of  hydrogenerator,  using  DC  test  method.  Results  are  presented  in  the 

paper.