Symulacyjne badanie procesu uszkadzania klatki wirnika silnika indukcyjnego podczas jego rozruchu

Abstract

W pracy przedstawiono wyniki polowo-obwodowej symulacji takiego rozruchu silnika indukcyjnego obciążonego stałym momentem znamionowym, podczas którego pękają kolejne pręty klatki wirnika. Badania wykonano przy użyciu zweryfikowanego pomiarowo modelu silnika malej mocy (1,5 kW). W obliczeniach założono, że w czasie trwającego 0,6 s rozruchu pękają kolejne, sąsiadujące ze sobą, pręty wirnika. Pierwszy z nich pęka po czasie 0,1 s od rozpoczęcia rozruchu. W wyniku tego uszkodzenia wzrastają prądy w sąsiednich prętach klatki, co może być przyczyną pęknięcia następnego pręta. Taki założony przebieg zjawiska zamodelowano, przyjmując czasy wyłączenia kolejnych sześciu prętów. W wyniku obliczeń wyznaczono zmiany rozkładu pola magnetycznego i następnie czasowe charakterystyki momentu, prędkości obrotowej, prądów fazowych stojana oraz prądów prętów klatki wirnika.

The work presents field-circuit simulation results of squirrel cage, induction motor start-up with constant nominal load. During the start-up consecutive rotor bars are cracking. Computations were realized in the field-circuit model (Fig. 1) of small power (1.5 kW) squirrel cage induction motor, verified by measurements. In computation assumed that during the simulation (0.6 s) consecutive neighboring rotor bars are cracking. The first of them is cracking 0.1 s after start-up. As a result of this failure, currents of the neighboring rotor bars are increasing, which could be a reason of following rotor bar cracks. Assumed course of phenomenon was modeled for next 6 rotor bars that are disconnected in assumed times. Variations of magnetic field distribution (Fig. 2) and transient characteristics of electromagnetic torque (Fig. 3), rotational speed (Fig. 4), stator currents (Fig. 5) and rotor bars currents (Fig. 6) were realized computationally.