Στην παρούσα διπλωματική εργασία ασχοληθήκαμε με το θέμα της μελέτης και διάγνωσης σφαλμάτων λόγω δυναμικής εκκεντρότητας σε Ασύγχρονη Μηχανή. Μοντελοποιήθηκε και αναλύθηκε η λειτουργία ενός τριφασικού ασύγχρονου τετραπολικού κινητήρα κλωβού, ισχύος 4 kW με 36 αυλακώσεις στο στάτη και 28 αυλακώσεις στο δρομέα, τόσο σε υγιή κατάσταση όσο και υπό συνθήκες σφάλματος. Πιο συγκεκριμένα, με χρήση της μεθόδου των Πεπερασμένων Στοιχείων σε δύο διαστάσεις μέσω του προγράμματος Opera, προσομοιώθηκε η λειτουργία του κινητήρα μας υπό δύο διαφορετικά ποσοστά σφάλματος, για 20% και για 40% και εφαρμόστηκε η μέθοδος της “Motor Current Signature Analysis - MCSA” για τη διάγνωση του σφάλματος αυτού υπό διαφορετικά επίπεδα φορτίου. / In this paper we addressed the issue of diagnostic research due to dynamic eccentricity related faults in Induction Machines. We modeled and analyzed the function of a three-phase quadrupole induction motor with a cage rotor with 36 stator slots and 28 rotor slots, both in healthy condition and under fault conditions. More specifically, using the finite element method in two dimensions through the "Opera" software, we simulated our motor operation under our two different error rates for 20% and 40% and subsequently we used the "Motor Current Signature Analysis - MCSA" diagnostic method for the diagnosis of this error under different load levels.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματεύεται την ανάπτυξη μεθόδων διάγνωσης σφαλμάτων σε ηλεκτρικά κινητήρια συστήματα που αποτελούνται από ασύγχρονη μηχανή βραχυκυκλωμένου κλωβού και ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος στο στάτη αυτής. Εστιάστηκε κυρίως στον εντοπισμό των σφαλμάτων του δρομέα της ασύγχρονης μηχανής μέσω της ανάλυσης των ρευμάτων του αντιστροφέα σε μόνιμες και μεταβατικές καταστάσεις του κινητηρίου συστήματος. Προτάθηκε μέθοδος εντοπισμού των σφαλμάτων αναλύοντας το ρεύμα του στάτη της μηχανής χρησιμοποιώντας το Συνεχή Μετασχηματισμό με κυματίδια για μεταβαλλόμενες τιμές του μηχανικού φορτίου ή της συχνότητας λειτουργίας του αντιστροφέα. Μελετήθηκε το αρμονικό περιεχόμενο του ρεύματος στον κλάδο συνεχούς ρεύματος του αντιστροφέα για αρμονικές συνιστώσες λόγω σφαλμάτων στην ασύγχρονη μηχανή και προτάθηκε μέθοδος ανίχνευσης σφαλμάτων με ανάλυση του ρεύματος αυτού. Επιπλέον, προτάθηκε άλλη μια μέθοδος διάγνωσης των σφαλμάτων που βασίζεται στη διαμόρφωση κατά πλάτος των ρευμάτων του στάτη της ασύγχρονης μηχανής. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης του κινητηρίου συστήματος και των πειραμάτων στο Εργαστήριο επιβεβαιώνουν την ικανότητα των προτεινόμενων μεθόδων ως προς τη διάγνωση των σφαλμάτων. / This thesis deals with the development of novel methods for fault diagnosis in electric drive systems consisting of squirrel cage asynchronous motor and power electronic converters. It is focused mainly on identifying faults in the asynchronous machine by analyzing the currents of the inverter in steady state and transient operation. The Continuous Wavelet Transform (CWT) of motor stator current has been proposed for successful motor fault diagnosis during changing values of the mechanical load or the operating frequency of the voltage source inverter. Furthermore, the harmonic content of the inverter dc link current has been studied for harmonic components due to faults in the asynchronous machine and a novel diagnostic method has been proposed. In addition, another method based on the amplitude modulation of the stator currents has been investigated. The proposed methods have been validated by simulation and experimental results.