An estimated 30% of the faults in Induction Machine (IM) are related to its stator. These faults are mostly in the form of an Inter-Turn Short Circuit (ITSC) fault i.e., when two winding inside the stator of IM are shorted due to insulation failure. However, ITSC fault can be avoided by detecting them in advance and then scheduling the maintenance of the IM. This thesis studies two methods for detecting this incipient ITSC fault in a three-phase IM and then estimating the stator resistance unbalance due to the ITSC fault. The first method is based on the asymmetry caused in the IM by the ITSC fault. As a result of this asymmetry, the negative sequence components of the stator voltages and the stator currents are generated inside the IM. A healthy IM also have these negative sequence components due to the manufacturing process and the supply voltage unbalances. The characteristics and the compensation methods of these negative sequence components in a healthy IM are discussed. The results show that after compensating the negative sequence components in a healthy machine, they can be used for detecting an ITSC fault and then to calculate the fault quantities as well as the stator resistance unbalances. The second method for detecting an ITSC fault is based on analysing the stator resistance unbalances. A three-phase drive is used to inject DC voltage in the stationary reference frame. The DC current generated by this DC voltage is measured and then by applying Ohm’s law stator phase resistances are calculated. In a healthy IM, the phase resistances are balanced. However, in case of ITSC fault in any of the phases, the phase resistance of that phase deviates from those of the other two phases which can be utilized for detecting ITSC fault. / Uppskattningsvis 30% av alla fel i induktionsmaskiner (IM) är kopplad till dess stator. Dessa fel är i huvudsak Inter-Turn Short Circuit (ITSC)-fel, dvs. två lindningar inom IM:ens stator blir kortsluta pga. ett isoleringsfel. Emellertid kan man undvika ITSC-fel genom att detektera dem i förhand och planera underhåll. Det här examensarbetet undersöker två metoder för att detektera ett förestående ITSC-fel i en tre-fas IM. Den första metoden är baserad på asymmetrin i IM:er pga. ITSC-felet. Resultatet av den här asymmetrin är att en negativ sekvens genereras i IM:ens statorspänning och statorström. En oskadad IM kan också visa dessa negativa sekvenser pga. tillverksprocessen och statorspänningsobalanser. Egenskaperna och kompensationsmetoderna för dessa negativa sekvenser i en oskadad IM kommer att diskuteras. Resultaten visar att efter kompenseringen av de negativa sekvenserna i en oskadad IM, kan de användas för att detektera ITSC-fel och efteråt för att beräkna felstorheter och även statormotståndobalanser. Den andra metoden för att detektera ITSC-fel är baserad på en undersökning av statormotståndobalanser. Ett tre-fas-drivsystem används för att injektera likspänning i den stationära referensramen. Likströmmen som följer av denna likspänning mäts och statorfasmotstånden beräkna efteråt med Ohms lag. I en oskadad IM är fasmotstånden balanserade. Däremot, när ett ITSC-fel uppstår i en fas, avviker fasmotståndet i den felaktiga fasen från de andra två fasernas, vilket kan användas för att detektera ITSC-fel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-286813 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Singh, Bhanu Pratap |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2020:721 |
Page generated in 0.0029 seconds