Asenkron motorlarda robot çubuk hatalarının akım sıfır geçiş anı (SGA) değişimi ile tespiti

Abstract

ÖZET: Asenkron motor hataları, Sensörsüz hata tespiti, SGA. Endüstriyel tesislerde çeşitli güçlerde sürekli çalışması gereken asenkron motorlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Beklenmedik bir anda oluşan arıza sonucu tüm sistemin devre dışı kalmasını engellemek için hata tespit ve ihbar sistemi kullanmak kaçınılmaz bir ihtiyaç olmaktadır. Mevcut sistemler sensörsüz hata tespitinde motor akım bilgisini kullanmaktadır. Fakat akım spektrumunda hata belirteci olarak kullanılan parametreler birçok faktör tarafından etkilenir. Bu etkenler hata tespitinde yanlışlıklara sebep olabilir. Akım sinyalinden hata tespiti ancak asenkron motor anma yüküne yakın bir değerde çalışıyorsa iyi sonuç vermektedir. Bu çalışmanın amacı asenkron motorlarda stator akımlarının sıfırdan geçiş anlarmdaki (SGA) değişimi kullanarak sensörsüz asenkron motor hatalarını tespit etmektir. SGA metodunda asenkron motor çok daha düşük yüklerde çalışırken dahi hata tespiti mümkündür. Ayrıca SGA sinyalinin elde edilmesi ve kullanılması akım sinyaline göre daha ekonomik ve kolaydır. Üç faz stator akımlarının SGA daki değişimi bir sayıcı ile algılanarak PC ye gönderilmekte ve hızlı Fourier dönüşümü metodu ile hata tahmini yapılmaktadır. Bu çalışmada kullanılan metodun en önemli özelliği herhangi ilave sensör kullanmaksızm uzaktan, mevcut akım sensöründen elde edilen motor akım bilgisinin kullanılmasıdır. Asenkron motorlarda oluşabilecek elektriki hatalar Matlab/Simulink programı ile simüle edilerek akım ve SGA sinyaline dolayısıyla SGA sinyalinin rotor hata belirteci olarak kullanılan 2sf bileşenine etkileri incelenmiştir. Ayrıca rotor hataları ve şebeke dengesizliğinin tespiti değişik güç ve devirlerdeki dört adet asenkron motor üzerinde deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyon ve deneylerden hata belirteci 2sf bileşeni genliğinin rotor hatası ile değiştiği, hata arttıkça genliğin büyüdüğü tespit edilmiş ve diğer hatalardan etkilenmediği test edilmiştir. Simülasyon ve deney sonuçlarının uyumlu olduğu görülmüştür.

ÖZET Anahtar Kelimeler: Asenkron motor hataları, Sensörsüz hata tespiti, SGA. Endüstriyel tesislerde çeşitli güçlerde sürekli çalışması gereken asenkron motorlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Beklenmedik bir anda oluşan arıza sonucu tüm sistemin devre dışı kalmasını engellemek için hata tespit ve ihbar sistemi kullanmak kaçınılmaz bir ihtiyaç olmaktadır. Mevcut sistemler sensörsüz hata tespitinde motor akım bilgisini kullanmaktadır. Fakat akım spektrumunda hata belirteci olarak kullanılan parametreler birçok faktör tarafından etkilenir. Bu etkenler hata tespitinde yanlışlıklara sebep olabilir. Akım sinyalinden hata tespiti ancak asenkron motor anma yüküne yakın bir değerde çalışıyorsa iyi sonuç vermektedir. Bu çalışmanın amacı asenkron motorlarda stator akımlarının sıfırdan geçiş anlarmdaki (SGA) değişimi kullanarak sensörsüz asenkron motor hatalarını tespit etmektir. SGA metodunda asenkron motor çok daha düşük yüklerde çalışırken dahi hata tespiti mümkündür. Ayrıca SGA sinyalinin elde edilmesi ve kullanılması akım sinyaline göre daha ekonomik ve kolaydır. Üç faz stator akımlarının SGA daki değişimi bir sayıcı ile algılanarak PC ye gönderilmekte ve hızlı Fourier dönüşümü metodu ile hata tahmini yapılmaktadır. Bu çalışmada kullanılan metodun en önemli özelliği herhangi ilave sensör kullanmaksızm uzaktan, mevcut akım sensöründen elde edilen motor akım bilgisinin kullanılmasıdır. Asenkron motorlarda oluşabilecek elektriki hatalar Matlab/Simulink programı ile simüle edilerek akım ve SGA sinyaline dolayısıyla SGA sinyalinin rotor hata belirteci olarak kullanılan 2sf bileşenine etkileri incelenmiştir. Ayrıca rotor hataları ve şebeke dengesizliğinin tespiti değişik güç ve devirlerdeki dört adet asenkron motor üzerinde deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyon ve deneylerden hata belirteci 2sf bileşeni genliğinin rotor hatası ile değiştiği, hata arttıkça genliğin büyüdüğü tespit edilmiş ve diğer hatalardan etkilenmediği test edilmiştir. Simülasyon ve deney sonuçlarının uyumlu olduğu görülmüştür. xxıı