ES2426970T3 - Sistema de identificación robusto de faltas entre espiras de un estator en línea - Google Patents

Sistema de identificación robusto de faltas entre espiras de un estator en línea Download PDF

Info

Publication number
ES2426970T3
ES2426970T3 ES10704031T ES10704031T ES2426970T3 ES 2426970 T3 ES2426970 T3 ES 2426970T3 ES 10704031 T ES10704031 T ES 10704031T ES 10704031 T ES10704031 T ES 10704031T ES 2426970 T3 ES2426970 T3 ES 2426970T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
impedance
normalized
backcoupling
turns
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES10704031T
Other languages
English (en)
Inventor
William James Premerlani
Somakumar Ramachandrapanicker
Arvind Kumar Tiwari
Bhaskar Sen
Bogdan Z. Kasztenny
Arijit Banerjee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2426970T3 publication Critical patent/ES2426970T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Un procedimiento para determinar faltas entre espiras en un motor (10) de inducción, que comprende: determinar una tensión (Vn) de secuencia negativa y una tensión (Vp) de secuencia positiva; determinar una corriente (In) de secuencia negativa y una corriente (Ip) de secuencia positiva; determinar una impedancia (Znn) de secuencia negativa del motor (10); y que está caracterizado por, determinar una impedancia de retroacoplamiento normalizada, en el cual la impedancia de retroacoplamientonormalizada es una impedancia diferencial (Znp) positiva a negativa normalizada por la impedancia (Znn) desecuencia negativa o una impedancia (Zpp) de secuencia positiva; y determinar si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de una falta entre espiras.

Description

Sistema de identificación robusto de faltas entre espiras de un estator en línea
Antecedentes
La invención se refiere, en general, a la detección de faltas entre espiras en el estator de motores de inducción de corriente alterna (CA).
Los motores de inducción de CA se utilizan en una amplia gama de aplicaciones y procesos. Un motor de inducción de CA normalmente incluye una porción estacionaria, un “estator”, y una porción rotativa, un “rotor”. En un motor de CA trifásico, se aplica corriente al estator para inducir un campo magnético, haciendo que el rotor gire y genere energía mecánica. El estator puede incluir cualquier número de “devanados”, o polos enrollados que llevan la corriente necesaria para inducir el campo magnético. Estos devanados también pueden estar caracterizados por las “espiras” en los devanados.
En muchos ámbitos, los devanados del estator están sometidos a cortocircuitos entre las espiras de los devanados, lo que comúnmente se denomina “faltas entre espiras”. Dependiendo del material utilizado para los devanados y el aislamiento, pueden producirse cualquier número o tipo de faltas. Tales faltas pueden ser mecánicas, químicas, o eléctricas, y pueden ser el resultado de la degradación del aislamiento, del material del devanado, de un defecto de fabricación, etc. Estas faltas entre espiras dan como resultado gradualmente faltas mayores de los devanados y eventualmente dan como resultado una avería que lleva al reemplazo o reparación de componentes del motor o del propio motor. La reparación o el reemplazo del motor, o de componentes del motor, puede ser imprevisible y crear un tiempo de parada no deseado de la aplicación o del proceso que esté utilizando el motor cuando se ponga el motor fuera de servicio.
El documento US 5514978 describe un detector de faltas entre espiras para estator en el cual se miden las formas de onda de la corriente y la tensión del motor, y se convierten en formas de onda de corriente y tensión digitalizadas. Se aplica una transformación discreta de Fourier ponderada a las formas de onda de corriente y tensión digitalizadas para obtener unos fasores de corriente y de tensión de secuencia negativa, y se utilizan los fasores de corriente y de tensión de secuencia negativa para determinar la existencia de una falta entre espiras.
Breve descripción
Se proporciona un procedimiento para determinar faltas entre espiras en un motor de inducción. El procedimiento incluye determinar una tensión de secuencia negativa, determinar una corriente de secuencia negativa y una corriente de secuencia positiva, determinar una impedancia de secuencia negativa, determinar una impedancia de retroacoplamiento normalizada, en el cual la impedancia de retroacoplamiento normalizada comprende una impedancia diferencial positiva a negativa normalizada por la impedancia de secuencia negativa o la impedancia de secuencia positiva, y determinar si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de una falta entre espiras.
Se proporciona un sistema para determinar faltas entre espiras en un motor de inducción que incluye un dispositivo, tal como un relé protector o un contador, acoplado al motor de inducción y configurado para determinar un tensión de secuencia negativa, una corriente de secuencia negativa, un tensión de secuencia positiva y una corriente de secuencia positiva, en el cual el dispositivo incluye una memoria. La memoria incluye instrucciones para determinar una impedancia de retroacoplamiento normalizada, en el cual la impedancia de retroacoplamiento normalizada comprende una impedancia diferencial positiva a negativa normalizada por una impedancia de secuencia negativa o una impedancia de secuencia positiva, y la determinación de la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de una falta entre espiras.
Dibujos
Estos y otros aspectos, características, y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor tras la lectura de la siguiente descripción detallada, con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales los mismos caracteres representan las mismas partes a través de los dibujos, en los cuales:
La FIG. 1 es una ilustración esquemática en perspectiva de un motor de inducción de acuerdo con una realización de la presente invención;
La FIG. 2 es un diagrama de bloques de un sistema que incluye el motor de inducción de la FIG. 1 de acuerdo con una realización de la presente invención;
La FIG. 3 es un diagrama que ilustra las tensiones y corrientes del devanado principal de estator de un devanado general polifásico;
La FIG. 4 es un gráfico de la relación entre las faltas entre espiras con impedancia de secuencia negativa de acuerdo con una realización de la presente invención;
La FIG. 5 representa un proceso para determinar una falta entre espiras de estator en una realización de la presente invención; y
La FIG. 6 representa un proceso para responder ante una falta entre espiras de estator de acuerdo con una realización de la presente invención.
Descripción detallada
La FIG. 1 es una ilustración esquemática en perspectiva de un motor 10 de inducción. La FIG. 1 se proporciona únicamente con fines ilustrativos, y la realización de la presente invención no está limitada a ningún motor de inducción específico, o a ninguna configuración del mismo. En el ejemplo ilustrado, el motor 10 incluye un conjunto 12 de rotor, que incluye un eje 14 del rotor que se extiende a través de un núcleo del rotor. El conjunto 12 de rotor, junto con el eje 14, puede girar dentro del conjunto 16 de estator. Unos conjuntos 18 de cojinetes que rodean el eje 14 del rotor pueden facilitar dicha rotación dentro del conjunto 16 de estator. El conjunto 16 de estator incluye una pluralidad de devanados 19 del estator que se extienden circunferencialmente alrededor del eje 14 del rotor, y axialmente a lo largo del mismo, a través del conjunto 16 de estator. Durante el funcionamiento, un campo magnético giratorio inducido en los devanados 19 del estator reacciona con la corriente inducida en el conjunto 12 de rotor para hacer girar el conjunto 12 de rotor, convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica entregada a través del eje 14. En algunas realizaciones, el motor 10 es un motor síncrono, y en otras realizaciones, el motor 10 es un motor asíncrono. Los motores síncronos giran exactamente a la frecuencia de la fuente multiplicada por el número de pares de polos, mientras que los motores asíncronos presentan una frecuencia más lenta caracterizada por la presencia de deslizamiento.
Los devanados 19 del estator pueden ser de cualquier material adecuado, tal como hilo de cobre, y pueden incluir aislamiento entre los devanados y otras partes del conjunto 16 de estator. Los devanados 19 pueden ser susceptibles a una degradación química, mecánica, o eléctrica que afecte al rendimiento del conjunto 16 de estator, lo que a su vez afectará al conjunto 12 de rotor y a la energía entregada por el motor. Los defectos de fabricación también pueden causar un bajo rendimiento de los devanados 19. Las faltas entre espiras de los devanados 19 pueden interferir con el flujo de la corriente y el campo magnético inducidos en el conjunto 16 de estator. Aunque el funcionamiento del motor 10 se explica con un sencillo diagrama, los ejemplos del motor 10 no están limitados a este diseño sencillo particular. También son aplicables otros diseños más complicados y pueden beneficiarse de las técnicas analizadas en detalle a continuación.
La FIG. 2 es un diagrama de bloques de un sistema 20 que incluye el motor 10 de inducción de la FIG. 1. El motor 10 de inducción puede estar acoplado a una fuente 21 de energía eléctrica trifásica, tal como una red eléctrica de CA u otra fuente de electricidad de CA. La electricidad de CA trifásica se suministra al motor 10, tal como indican las líneas 22. Para controlar y monitorizar el motor 10, un dispositivo 24, tal como un relé, un contador, o cualquier otro dispositivo adecuado, puede estar acoplado al motor 10. Debe observarse que el dispositivo 24 puede incluir componentes de ordenador, o ser un ordenador. Por ejemplo, tal como se representa en la FIG. 2, el dispositivo 24 incluye un procesador 26 y una memoria 28. La memoria 28 puede ser cualquier memoria volátil, memoria no volátil adecuadas, o una combinación de las mismas. La memoria 28 puede almacenar cualesquiera parámetros, algoritmos, u otros datos para controlar y monitorizar el motor 10, y permitir el acceso a estos datos mediante el procesador 26.
El dispositivo 24 puede monitorizar diversos parámetros del motor 10 de inducción. Por ejemplo, el dispositivo 24 puede estar acoplado a diversos componentes de monitorización, tales como sensores, transformadores, etc., del motor 10 que monitoricen la corriente, la tensión, o cualquier otro parámetro. Tal como indican las líneas 30, el dispositivo 24 puede recibir la corriente de fase desde el motor 10. Adicionalmente, tal como indican las líneas 32, el dispositivo 24 puede recibir la tensión de fase desde el motor 10. Debe observarse que pueden incluirse diversos componentes de procesamiento de señales en el dispositivo 24 o entre el motor 10 y el dispositivo 24, tales como acondicionadores, amplificadores, filtros de señales, etc. El dispositivo 24 también puede incluir un interruptor 25 para encender y apagar el motor. Tal como se explica adicionalmente a continuación, el dispositivo 24 puede apagar el motor 10 mediante el interruptor 25 en respuesta a una falta entre espiras. El dispositivo 24 también puede incluir una pantalla 27. La pantalla 27 puede incluir capacidad de representación visual y/o de audio.
Tal como podrá apreciarse, el dispositivo 24 también puede convertir los parámetros trifásicos recibidos a componentes simétricos, p. ej., componentes (p) de secuencia positiva, componentes (n) de secuencia negativa, y componentes (0) de secuencia nula. Por ejemplo, cada fasor para corriente trifásica Ia, Ib, y Ic puede convertirse en componentes simétricos Ip, In, y Io. Similarmente, cada fasor de las tensiones trifásicas Va, Vb, Vc puede convertirse en componentes simétricos Vp, Vn, Vo.
Las FIGS. 3-6 ilustran técnicas para determinar faltas entre espiras del conjunto 16 de estator del motor 10. En una realización, una impedancia de retroacoplamiento normalizada puede determinarse como una indicación del número de faltas entre espiras en el conjunto 16 de estator. Tal como se describe adicionalmente a continuación, la impedancia de retroacoplamiento normalizada puede determinarse a partir de diversos parámetros del motor 10, tal como la tensión de secuencia negativa, la corriente de secuencia negativa, la corriente de secuencia positiva, la tensión de secuencia positiva y la impedancia de secuencia negativa.
La FIG. 3 representa un devanado principal 34 de estator de un devanado polifásico, que ilustra las tres tensiones de fase, Vn, Vb, Vc, y las corrientes trifásicas Ia, Ib, Ic. Tal como podrá apreciarse, la relación entre las tensiones, las corrientes y las impedancias de un devanado trifásico puede expresarse tal como sigue:
en donde Va, Vb, Vc son las tensiones para las fases a, b, y c Ia, Ib, Ic son las tensiones para las fases a, b, y c
15 Zaa, Zbb, Zcc son la impedancia para las fases a, b, y c, y Zaa, Zba, Zac, Zca, Zbc, y Zbc son las impedancias mutuas entre las fases a y b, las fases a y c, y las fases b y c. Aplicando la teoría de las componentes simétricas a la Ecuación 1, la relación entre las componentes simétricas de
tensión, corriente, e impedancia puede expresarse tal como sigue:
20 en donde: Vp es la tensión de secuencia positiva Vn es la tensión de secuencia negativa Ip es la corriente de secuencia positiva In es la tensión de secuencia negativa
25 Zpp es la impedancia de secuencia positiva
Inn es la impedancia de secuencia negativa
Znp es la impedancia diferencial negativa a positiva
Zpn es la impedancia diferencial positiva a negativa.
Para un motor 10 ideal, los elementos fuera de la diagonal de la Ecuación 2 son cero, lo que significa circuitos de
30 componente de secuencia positiva y negativa desacoplados en el motor 10. En base a la Ecuación 2, la tensión de secuencia negativa puede determinarse como sigue:
Así, en base a la Ecuación 3, la impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto a la impedancia Znn de secuencia negativa puede determinarse como sigue:
en donde
Znp/Znn es la impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto a la impedancia de secuencia negativa.
En otra realización, la impedancia de retroacoplamiento normalizada puede normalizarse con respecto a la impedancia de secuencia positiva. La impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto a la impedancia de secuencia positiva puede determinarse como sigue:
en donde
Znp/Zpp es la impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto a la impedancia de secuencia positiva.
La impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto a la impedancia de secuencia positiva puede utilizarse, además de la impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto a la impedancia de secuencia negativa, para mejorar adicionalmente la detección de una falta entre espiras en el estator 16.
La FIG. 4 es un gráfico 40 de la relación entre la impedancia de retroacoplamiento normalizada (con respecto a la impedancia de secuencia negativa) y el número de faltas entre espiras. El eje Y del gráfico 40 es la impedancia de retroacoplamiento normalizada, Znp/Znn, y el eje X es el número de faltas entre espiras que pueden estar presentes. Tal como se representa en la FIG. 4, un primer punto 42 corresponde a un Znp/Znn de aproximadamente 0,02 e indica un motor “saludable”, p. ej., un motor en el que no es probable que haya faltas entre espiras. Un segundo punto 44 corresponde a una impedancia de retroacoplamiento normalizada de aproximadamente 0,025, que indica la presencia de aproximadamente una falta entre espiras. Un tercer punto 46 corresponde a una impedancia de retroacoplamiento normalizada de aproximadamente 0,045, que indica la presencia de aproximadamente dos faltas entre espiras. Tal como se ilustra en el gráfico 40, un aumento de la impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto al valor “saludable” del primer punto 42 corresponde a un aumento del número probable de faltas entre espiras del motor 10. Comparando la impedancia de retroacoplamiento normalizada con estos valores correlacionados, puede determinarse una indicación del número y/o la gravedad de faltas entre espiras.
Tal como se ha descrito anteriormente en las Ecuaciones 2-5, un parámetro utilizado para la determinación de la impedancia de retroacoplamiento normalizada es la secuencia negativa Inn. La impedancia Znn de secuencia negativa puede determinarse utilizando una cualquiera de las siguientes técnicas, o una combinación de las mismas: I) computación utilizando parámetros de máquina; 2) medición de la impedancia de secuencia negativa directamente durante la puesta en servicio mediante la creación deliberada de un desequilibrio: o 3) determinación heurística de la impedancia de secuencia negativa de los parámetros del motor 10.
En una realización, la determinación heurística puede incluir un análisis de regresión para determinar la relación entre la impedancia Znn de secuencia negativa y los parámetros del motor 10. En dicha realización, Znn puede determinarse como una impedancia a rotor parado con una relación que puede expresarse tal como sigue:
Znn= f(HP, Tensión, Polo, frecuencia, tamaño) (6)
en donde
HP es la potencia nominal en caballos del motor 10
Polo es el número de polos del motor 10 Tensión es la tensión entre líneas del motor 10 frecuencia es la frecuencia del motor 10 y tamaño es el tamaño del motor 10. En tal realización, el análisis de regresión puede dividirse en un primer análisis para máquinas con un bajo HP
(inferior o igual a 500HP) y un segundo análisis para máquinas con un elevado HP (mayor de 500HP).En esta realización, la impedancia de secuencia negativa puede expresarse como una función de orden superior no lineal de los parámetros anteriormente mencionados. Por ejemplo, la magnitud de Znn puede expresarse tal como sigue:
en donde A, B, C, D, E, F, G, H, 1 y J son constantes determinadas por el análisis de regresión, HP es la potencia nominal en caballos del motor VLL es la tensión entre líneas del motor y P es el número de polos. Similarmente, la fase de Znn puede determinarse tal como sigue:
en donde
A1, B1, C1, D1, E1, F1, G1, H1, I1 y J1 son constantes determinadas por el análisis de regresión.
Utilizando las Ecuaciones 6 y 7, puede determinarse la impedancia de secuencia negativa para un motor 10 y almacenarse en la memoria 28 del dispositivo 24. Por consiguiente, la impedancia Inn de secuencia negativa y las componentes simétricas para cada corriente y tensión, derivadas de las mediciones de las tensiones y corrientes del motor 10, permiten determinar las impedancias de retroacoplamiento normalizadas tal como se ha analizado anteriormente en las Ecuaciones 4 y 5.
La FIG. 5 representa una realización de un proceso 50 para determinar una falta entre espiras en un estator de acuerdo con una realización de la presente invención. El proceso 50 comienza al arrancar el dispositivo 24, p. ej., un relé, un contador, u otro dispositivo adecuado, y el motor 10 (bloque 52). La impedancia Znn de secuencia negativa a rotor parado puede determinarse (bloque 54) mediante una de las tres técnicas analizadas anteriormente (computación utilizando parámetros de la máquina, medición directa de la impedancia de secuencia negativa, o análisis de regresión de la impedancia de secuencia negativa).
Las tres tensiones de fase Va, Vb, y Vc y las corrientes trifásicas Ia, Ib, y Ic se adquieren a partir de los transformadores u otros componentes del motor 10 (bloque 56) y se reciben en el dispositivo 24 u otro dispositivo acoplado al motor 10. Las tensiones y corrientes pueden pasarse a través de un bucle de enganche de fase (PLL) monofásico para obtener la magnitud y el ángulo de cada tensión Va, Vb, y Vc y de cada corriente Ia, Ib, y Ic (bloque 58). Tal como podrá observarse, puede haber otras técnicas para calcular la magnitud y el ángulo a partir de valores instantáneos. Las realizaciones pueden incluir un PLL o cualquier otra técnica adecuada. La información de magnitud y de fase de cada tensión y corriente puede combinarse para crear unos fasores de corriente y tensión (bloque 60). Tal como se ha mencionado anteriormente, el dispositivo 24 puede aplicar una transformación de secuencia simétrica para convertir las tensiones y corrientes de la fase a-b-c a la trama de secuencia positiva, negativa y nula (bloque 62).
La impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto a la secuencia negativa y/o la secuencia positiva
puede determinarse tal como se ha analizado anteriormente (bloque 64). Utilizando la correlación proporcionada anteriormente en la FIG. 4, la impedancia de retroacoplamiento normalizada (con respecto a la impedancia negativa) Znp/Znn puede compararse con un umbral (bloque de decisión 66). Si la impedancia de retroacoplamiento normalizada está por debajo de dicho umbral, el proceso 50 puede regresar al funcionamiento normal del motor 10, tal como se ilustra en la línea 68. Si la impedancia de retroacoplamiento normalizada está por encima del umbral, entonces es probable la existencia de una falta entre espiras en el estator, y el dispositivo 24, u otro dispositivo acoplado al motor 10, puede declarar una falta entre espiras en el estator (bloque 70).
La FIG. 6 representa una realización de un proceso 80 para determinar y responder a faltas entre espiras en el estator indicadas por la impedancia de retroacoplamiento normalizada. Tal como se ha analizado anteriormente, el comienzo del proceso 80 (bloque 82) puede incluir arrancar el motor 10 y el dispositivo 24. En el proceso 80, la impedancia de secuencia negativa a rotor parado puede determinarse a partir de las fórmulas de regresión presentadas anteriormente en las Ecuaciones 7 y 8 (bloque 84), o cualquier otra técnica mencionada anteriormente. De manera similar a la realización anteriormente analizada, el proceso 80 puede incluir adquirir tensiones y corrientes trifásicas (bloque 86), obtener una magnitud y un ángulo de cada tensión y corriente a través de un PLL monofásico u otras técnicas (bloque 88), y crear fasores a partir de la información de magnitud y de fase (bloque 90).
Las componentes simétricas pueden determinarse a partir de las tensiones y corrientes trifásicas (bloque 92), y la impedancia de retroacoplamiento normalizada con respecto a la secuencia negativa y/o la secuencia positiva puede determinarse tal como se ha mencionado anteriormente (bloque 94). En esta realización, la impedancia de retroacoplamiento normalizada (con respecto a la impedancia negativa) Znp/Znn o Znp/Zpp puede compararse con diferentes umbrales para determinar el número y/o la severidad de las faltas entre espiras. Por ejemplo, pueden utilizarse dos umbrales, denominados Umbral 1 y Umbral 2, en los cuales el Umbral 2 es mayor que el Umbral 1, e indica un mayor número, y/o una mayor gravedad, de faltas entre espiras.
La impedancia de retroacoplamiento normalizada puede compararse con el Umbral 2 (bloque de decisión 96), que es indicativo de múltiples, y/o más graves, faltas entre espiras. Si la impedancia de retroacoplamiento normalizada es mayor que el Umbral 2, el proceso 80 puede activar una segunda alarma y desconectar el motor 10, incapacitando el funcionamiento del motor 10 (bloque 98).
Si la impedancia de retroacoplamiento normalizada es inferior al Umbral 2, entonces el proceso 80 compara la impedancia de retroacoplamiento normalizada con el Umbral 1 (bloque de decisión 100). Si la impedancia de retroacoplamiento normalizada está por debajo del Umbral 1, entonces puede activarse una primera alarma (bloque 104). Tras activar la primera alarma el proceso 80 continúa normalmente, tal como indica la flecha 106. En otras realizaciones, puede utilizarse cualquier número de umbrales para indicar diversos números y/o gravedades de faltas entre espiras, tal como tres umbrales, cuatro umbrales, cinco umbrales, etc. En algunas realizaciones, la alarma puede ser algo específico al usuario, o una elección del usuario.
Aunque en el presente documento se han ilustrado y descrito ciertas características de la invención, a los expertos en la técnica se les ocurrirán muchas modificaciones y cambios. Por lo tanto, debe comprenderse que las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir todas las modificaciones y cambios mencionados para que estén comprendidas dentro del alcance de la invención.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Un procedimiento para determinar faltas entre espiras en un motor (10) de inducción, que comprende:
    determinar una tensión (Vn) de secuencia negativa y una tensión (Vp) de secuencia positiva;
    determinar una corriente (In) de secuencia negativa y una corriente (Ip) de secuencia positiva;
    determinar una impedancia (Znn) de secuencia negativa del motor (10); y que está caracterizado por,
    determinar una impedancia de retroacoplamiento normalizada, en el cual la impedancia de retroacoplamiento normalizada es una impedancia diferencial (Znp) positiva a negativa normalizada por la impedancia (Znn) de secuencia negativa o una impedancia (Zpp) de secuencia positiva; y
    determinar si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de una falta entre espiras.
  2. 2.- El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual determinar si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de una falta entre espiras comprende comparar la impedancia de retroacoplamiento normalizada con un umbral.
  3. 3.- El procedimiento de la reivindicación 2, que comprende comparar la impedancia de retroacoplamiento normalizada con un primer umbral para indicar una falta entre espiras, con un segundo umbral para indicar dos faltas entre espiras, y con un tercer umbral para indicar tres faltas entre espiras.
  4. 4.-El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende proveer una alarma si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de una falta entre espiras.
  5. 5.-El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende proveer una alarma si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de una falta entre espiras, una segunda alarma si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de dos faltas entre espiras, y una tercera alarma si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de tres faltas entre espiras.
  6. 6.- El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual determinar la impedancia de retroacoplamiento normalizada (Znn) comprende determinar la impedancia (Znn) de secuencia negativa a partir de una pluralidad de parámetros del motor (10) de inducción.
  7. 7.- El procedimiento de la reivindicación 6, en el cual la pluralidad de parámetros comprende una potencia nominal en caballos del motor (10) de inducción, unos polos del motor (10) de inducción, y una tensión nominal del motor
    (10) de inducción.
  8. 8.- Un sistema para determinar faltas entre espiras en un motor (10) de inducción, que comprende:
    un dispositivo (24) acoplado al motor (10) de inducción y configurado para determinar una tensión (Vn) de secuencia negativa y una tensión (Vp) de secuencia positiva, una corriente (In) de secuencia negativa y una corriente (Ip) de secuencia positiva, y una impedancia (Znn) de secuencia negativa del motor (10); comprendiendo el dispositivo una memoria (28);
    caracterizado porque la memoria (28) comprende instrucciones para:
    determinar una impedancia de retroacoplamiento normalizada, en el cual la impedancia de retroacoplamiento normalizada es una impedancia diferencial (Znp) positiva a negativa normalizada por la impedancia (Znn) de secuencia negativa o una impedancia (Zpp) de secuencia positiva; y
    determinar si la impedancia de retroacoplamiento normalizada indica la presencia de una falta entre espiras.
  9. 9.- El sistema de la reivindicación 8, en el cual dispositivo comprende un relé.
  10. 10.- El sistema de la reivindicación 8, en el cual dispositivo comprende un contador.
  11. 11.- El sistema de la reivindicación 8, en el cual la memoria (28) comprende instrucciones para determinar la impedancia (Znn) de secuencia negativa a partir de una pluralidad de parámetros del motor de inducción.
ES10704031T 2009-02-03 2010-01-25 Sistema de identificación robusto de faltas entre espiras de un estator en línea Active ES2426970T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/365,114 US8135551B2 (en) 2009-02-03 2009-02-03 Robust on line stator turn fault identification system
US365114 2009-02-03
PCT/US2010/021948 WO2010090890A1 (en) 2009-02-03 2010-01-25 Robust on line stator turn fault identification system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2426970T3 true ES2426970T3 (es) 2013-10-28

Family

ID=42397144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10704031T Active ES2426970T3 (es) 2009-02-03 2010-01-25 Sistema de identificación robusto de faltas entre espiras de un estator en línea

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8135551B2 (es)
EP (1) EP2394183B1 (es)
JP (1) JP5543981B2 (es)
ES (1) ES2426970T3 (es)
WO (1) WO2010090890A1 (es)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019102055A1 (es) 2017-11-22 2019-05-31 Universidad Politécnica de Madrid Sistema y método de protección frente a faltas entre espiras en devanados de excitación de maquinas síncronas con excitación estática

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7675257B2 (en) * 2007-03-09 2010-03-09 Regal Beloit Corporation Methods and systems for recording operating information of an electronically commutated motor
DE102010037396A1 (de) * 2010-09-08 2012-03-08 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Stromasymmetrie in Drehstromnetzen
US8803461B2 (en) * 2010-12-22 2014-08-12 Arvind Kumar Tiwari System and method for synchronous machine health monitoring
WO2013004285A1 (en) * 2011-07-04 2013-01-10 Abb Research Ltd System for detecting internal winding faults of a synchronous generator, computer program product and method
US9255969B2 (en) * 2012-05-21 2016-02-09 General Electric Company Prognostics and life estimation of electrical machines
US10310017B2 (en) 2012-09-13 2019-06-04 General Electric Company Detection of generator stator inter-circuit faults
US10782356B2 (en) * 2013-11-06 2020-09-22 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Systems and methods for monitoring leakage current of an industrial machine
CN106483461B (zh) * 2017-01-05 2019-06-11 深圳市双合电气股份有限公司 电机节能分析及故障状态监测系统
CN107728629B (zh) * 2017-09-19 2021-06-29 富平县韦加无人机科技有限公司 无人机磁异常检测系统及方法
CN107732885B (zh) * 2017-11-02 2019-04-16 国网山西省电力公司电力科学研究院 考虑安全与灵敏度的抑制电网短路电流断线顺序确定方法
US10598732B2 (en) * 2018-05-14 2020-03-24 GM Global Technology Operations LLC Early detection of motor stator winding faults
US11639966B2 (en) 2021-03-15 2023-05-02 General Electric Technology Gmbh Enhanced electrical signature analysis for fault detection
US11733301B2 (en) 2021-05-13 2023-08-22 General Electric Technology Gmbh Systems and methods for providing voltage-less electrical signature analysis for fault protection

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61151484A (ja) * 1984-12-26 1986-07-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 電動機診断装置
JPS61186871A (ja) * 1985-02-14 1986-08-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 電動機診断装置
US5270640A (en) * 1992-04-23 1993-12-14 The Penn State Research Foundation Method for incipient failure detection in electric machines
CA2106357A1 (en) * 1993-07-07 1995-01-08 Murty V. V. S. Yalla Method for implementing selectable protective relay functions
US5419978A (en) * 1994-03-17 1995-05-30 International Fuel Cells Corporation Phosphoric acid fuel cell passivation with natural gas
US5477163A (en) * 1994-08-03 1995-12-19 General Electric Company Turn fault detection
US5514978A (en) * 1995-03-20 1996-05-07 General Electric Company Stator turn fault detector for AC motor
US5786708A (en) * 1996-04-01 1998-07-28 General Electric Company Self-tuning and compensating turn fault detector
US6144924A (en) * 1996-05-20 2000-11-07 Crane Nuclear, Inc. Motor condition and performance analyzer
US6041287A (en) * 1996-11-07 2000-03-21 Reliance Electric Industrial Company System architecture for on-line machine diagnostics
US6043664A (en) * 1997-06-06 2000-03-28 General Electric Company Method and apparatus for turn fault detection in multi-phase AC motors
US6141196A (en) * 1998-03-02 2000-10-31 General Electric Company Method and apparatus for compensation of phasor estimations
US6172509B1 (en) * 1999-02-11 2001-01-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Detecting polyphase machine faults via current deviation
US6636823B1 (en) * 1999-09-30 2003-10-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for motor fault diagnosis
US6611771B1 (en) * 2000-10-04 2003-08-26 Eaton Corporation Method and apparatus to detect a stator turn fault in an AC motor
US7127373B2 (en) * 2003-08-07 2006-10-24 General Electric Company Systems, methods and computer program products for assessing the health of an electric motor
US7952318B2 (en) * 2007-06-04 2011-05-31 Eaton Corporation System and method for determining stator winding resistance in an AC motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019102055A1 (es) 2017-11-22 2019-05-31 Universidad Politécnica de Madrid Sistema y método de protección frente a faltas entre espiras en devanados de excitación de maquinas síncronas con excitación estática
US11336082B2 (en) 2017-11-22 2022-05-17 Universidad Politécnica de Madrid System and method for protecting against faults between turns in excitation windings of synchronous machines with static excitation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012516998A (ja) 2012-07-26
US8135551B2 (en) 2012-03-13
WO2010090890A1 (en) 2010-08-12
JP5543981B2 (ja) 2014-07-09
US20100194323A1 (en) 2010-08-05
EP2394183A1 (en) 2011-12-14
EP2394183B1 (en) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2426970T3 (es) Sistema de identificación robusto de faltas entre espiras de un estator en línea
ES2717194T3 (es) Un método para detectar una condición de fallo en una máquina eléctrica
Yun et al. Detection and classification of stator turn faults and high-resistance electrical connections for induction machines
US10782351B2 (en) Diagnosing a winding set of a stator
Drif et al. Stator fault diagnostics in squirrel cage three-phase induction motor drives using the instantaneous active and reactive power signature analyses
US9933487B2 (en) System and method for detecting, localizing, and quantifying stator winding faults in AC motors
Stojčić et al. Detecting faults in doubly fed induction generator by rotor side transient current measurement
CN111983452B (zh) 用于检测多相无刷励磁机的电枢绕组故障的方法和系统
CN111308346B (zh) 用于检测多相无刷励磁机定子励磁绕组故障的方法和系统
Frosini et al. Development of a leakage flux measurement system for condition monitoring of electrical drives
Blánquez et al. Novel rotor ground-fault detection algorithm for synchronous machines with static excitation based on third-harmonic voltage-phasor comparison
Afrandideh et al. Detection of turn-to-turn faults in the stator and rotor of synchronous machines during startup
Blanquez et al. New fault-resistance estimation algorithm for rotor-winding ground-fault online location in synchronous machines with static excitation
Deeb et al. Three-phase induction motor short circuits fault diagnosis using MCSA and NSC
Kim et al. Influence of rotor eccentricity on the reliability of the pole drop test for salient pole synchronous machines
CN111983419B (zh) 用于检测多相无刷励磁机整流器二极管故障的方法和系统
Gyftakis et al. Introduction of the zero-sequence stray flux as a reliable diagnostic method of rotor electrical faults in induction motors
EP3879282A1 (en) Early detection of insulation failure for electric generators
JP2017099132A (ja) 回転機の短絡診断装置および回転機の短絡診断方法
Ballal et al. Wing technique: A novel approach for the detection of stator winding inter-turn short circuit and open circuit faults in three phase induction motors
Rodriguez et al. Analysis of air gap flux to detect induction motor faults
Pusca et al. Advances in diagnosis of electrical machines through external magnetic field
Park et al. Detection and classification of damper bar and field winding faults in salient pole synchronous motors
Youn et al. A method for indentifying broken rotor bar and stator winding fault in a low-voltage squirrel-cage induction motor using radial flux sensor
ES2321270B2 (es) Sistema y metodo de deteccion de faltas a tierra en sistemas de corriente continua alimentados mediante rectificadores.