تشخیص شکستگی میله روتور در موتورهای القایی با استفاده از روش المان محدود و آنالیز اثر جریان موتور

موتور القایی یک وسیله الکترومغناطیسی است، که در بیشتر صنایع برای تبدیل کردن توان از شکل الکتریکی به شکل مکانیکی به کار می رود. موتورهای القایی در واقع بار صنعت را به دوش میکشند. دلیل استفاده گسترده از موتورهای القایی نگهداری آسان، سادگی ساختمان، قدرت بالا، ارزان بودن، سهولت تعمیرات، مقاوم بودن، نصب و کنترل آسان آنها می باشد. با توجه به کاربرد وسیع این تجهیزات در صنعت معیوب شدن آنها به شدت قابلیت اطمینان سیستم صنعتی را پایین می آورد. لذا عیب یابی و مونیتورینگ آنها امروزه دارای اهمیت بسیار است تا به کمک آنها بتوان قبل از صدمات جدی به موتور آنرا تعمیر نمود. لذا مطالعات رفتار موتور القایی در شرایط غیر نرمال و امکان عیب یابی آنها امروزه یک موضوع مهم برای محققان ماشینهای الکتریکی بوده است. یکی از خطاهای مهمی که در موتور القایی رخ می دهد، خطای شکستگی میله روتور میباشد. هنگامیکه میله های روتور موتور القایی دچار شکستگی می شود، جریان عبوری از میله شکسته شده بسیار کم می شود و جریان میله های اطراف میله شکسته شده افزایش می یابد. گاهی این غلظت جریان خیلی زیاد سبب ذوب شدن میله ها و انتشار خطا در قفس روتور موتور القایی شده و در نهایت باعث از دست رفتن روتور می شود. بنابراین عیب یابی خطای شکسته شدن میله های روتور موتور القایی از اهمیت خاصی برخوردار است. آنالیز اثر جریان موتور در حال حاضر مشهورترین روش آشکارسازی خطا قلمداد میشود، که خطاهای معمول موتور القایی مانند خطای بلبرینگها و شکستگی میله های روتور را آشکار میسازد. میله های شکسته روتور با تغییر در توزیع شار مغناطیسی در طیف جریان موتور القایی ایجاد مولفه های باندهای کناری اطراف مولفه طیف فرکانس منبع تغذیه میکنند ،که از این مسئله می توان برای بررسی وضعیت عملکرد موتور القایی استفاده کرد. در این پایان نامه برای آنالیز جریان حاصل شده از شبیه سازی از تبدیل فوریه سریع و تبدیل موجک استفاده شده است. آنالیز تبدیل فوریه سریع برای آنالیز ماندگار جریان استاتور در سرعت و بار مجاز مناسب است و جوابگوی آنالیز جریان گذرای استاتور نمی باشد، با استفاده از تبدیل موجک امکان عیب یابی در حالتهای گذرا و در طول مرحله استارت موتور وجود دارد. این مطلب برای موتورهایی که دارای زمان گذرای طولانی هستند حائز اهمیت است. در این پایان نامه کوشیده شده است با استفاده از تبدیل موجک و استفاده از اولین مولفه های باند کناری شاخصی جدید برای تشخیص تعداد میله های شکسته و توزیع هندسی میله های شکسته شده روتور موتور القایی ارائه شود. در این پایان نامه سه حالت مختلف برای توزیع هندسی میله های شکسته در حالتی که چهار میله روتور شکسته شده است در نظر گرفته شده، همچنین وضعیت موتور با یک، دو، سه و چهار میله شکسته با شاخص معرفی شده در این پایان نامه بررسی شده است، نتایج توانمندی شاخص معرفی شده را نشان میدهند. در این پایان نامه برای مدل کردن موتور القایی سه فاز از روش المان محدود استفاده شده است. در این مدل ویژگیهای فیزیکی و هندسی موتور القایی و ویژگیهای غیر خطی مواد هسته در نظر گرفته شده است.