• Journal of Power Electronics
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• 제8권2호
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• pp.181-191
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• 2008

The task performed by induction motors grows increasingly complex in modern industry and hence improvements are sought in the field of fault diagnosis. It is essential to diagnose faults at their very inception, as unscheduled machine down time can upset critical dead lines and cause heavy financial losses. Artificial intelligence (AI) techniques have proved their ability in detection of incipient faults in electrical machines. This paper presents an application of AI techniques for the detection of inter-turn insulation and bearing wear faults in single-phase induction motors. The single-phase induction motor is considered a proto type model to create inter-turn insulation and bearing wear faults. The experimental data for motor intake current, rotor speed, stator winding temperature, bearing temperature and noise of the motor under running condition was generated in the laboratory. The different types of fault detectors were developed based upon three different AI techniques. The input parameters for these detectors were varied from two to five sequentially. The comparisons were made and the best fault detector was determined.

• 전기전자학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.180-186
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• 2024

본 논문에서는 CNN을 이용한 3상 유도모터 ITSC(Inter-Turn Short Circuit) 고장진단에 있어서, 전류 데이터를 이용한 고장 진단 및 효율적인 이미지 encoding 방법을 제안하도록 한다. 진동, 소음센서를 이용한 방법과 달리 전류를 이용하는 방법은 데이터의 손실이 낮을 수 있다는 장점은 있지만, 3상 신호로 인해 CNN의 채널 수 증가의 부담이있다. 이에 D-Q 동기좌표계의 D축 성분만의 데이터를 활용하여 채널 부담을 줄이고, 효율적인 입력 이미지 구성 방법을 알아보고자 SWM(Slide Window Method)과 GAF(Gramian Angular Field)방식을 비교하도록 하였다. 데이터는 무부하부터 전부하까지 전체 변화를 고려하였으며, 그 결과, GAF방식은 약 74%, SWM방식은 약 65%로, GAF방식이 약 9%의 높은 정확도를 보임을 알 수 있었다. 또한, 학습된 속도에 있어서 약 14.74[s]로 전체 학습 시간대비 차이가 없었으며, 100 epoch 이하에서는 빠른 속도로 학습이 가능함을 알 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(1)
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• pp.137-140
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• 2003

Shorted-turns can have significant effects on a generator and its performance. Shorted-turn sensor for synchronous generator's field winding have been developed. One of effective method detecting inter-turn short circuits on round rotor winding is a method using sensor detecting. But the method needs duplicate design of sensor for characteristic change according to types and forms of generator Thus sensing skill without sensor depend on change of electric property in generator. For the reason, this paper presents shorted-turns phenomenon and the characteristic analysis of shorted-turns In synchronous generator by using 2-D finite element method(FEM).

• 전력전자학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.167-178
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• 2010

영구자석 동기전동기에서 고정자 권선의 단락으로 인해 발생하는 권선 고장을 동작 중 실시간으로 검출할 수 있는 고장 진단 기법을 제시한다. 제안된 기법은 고조파 분석을 통해 q축 전류의 2차 고조파를 관찰함으로서 이루어지며 고장이 없는 정상 조건에서의 고조파 데이터와 비교를 통해서 고장을 판별한다. 임의의 정상 동작 조건에서의 고조파 데이터는 선형 보간법과 몇 개의 사전 측정된 고조파 데이터를 통해서 구해진다. 제안된 고장 검출 기법의 타당성을 입증하기 위해 내부 고정자의 권선 단락이 가능한 전동기가 제작되었으며 전체 구동 시스템과 고조파 분석 알고리즘 및 고장 검출 알고리즘이 DSP TMS320F28335에 의해 구현되어 실험이 수행된다. 제안된 방법은 부가적인 진단 장비를 필요로 하지 않으며 정상 상태 조건만 만족된다면 동작 중 실시간으로 고장을 검출할 수 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.18-28
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• 2009

고정자 권선의 단락으로 인한 고장을 해석하고 진단 알고리즘의 효과적인 시험 평가를 위해 사용될 수 있는 인버터 구동 영구자석 동기전동기의 고장모델이 제시된다. 기존에 전동기의 해석과 제어에 많이 사용되는 dq 모델은 상전압 모델을 변환한 것으로 전동기 고정자의 권선 단락 시에는 더 이상 3상평형 조건이 성립하지 않기 때문에 인버터 극전압으로부터 전동기 입력 전압을 구하기가 쉽지 않아 고장모델의 해석을 위해서 사용하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 전동기 3상 변수와 선전압 관계식을 이용한 전동기의 고장모델이 제안된다. 제안된 고장모델의 타당성을 입증하기 위해 시뮬레이션이 수행되며 내부 고정자의 권선 단락이 가능하도록 제작된 전동기와 DSP TMS320F28335를 이용한 제어 시스템에 의해 동일 고장 조건에서 비교 실험이 수행된다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.570-576
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• 2006

본 논문에서는 이산 웨이브렛 변환을 이용하여 원통형 동기발전기 회전자 권선의 층간단락을 진단하는 방법에 대해 기술하였다. 제안하는 방법에서는 회전자 권선의 층간단락 진단을 위해 다중해상도 분석을 이용하여 회전자 전류를 여러 스케일 영역으로 분할한 후, 각 영역에서의 신호의 에너지 값을 비교하였다. 실험적인 결과는 특정 회전자 슬롯 내에 25%, 42%, 67%, 83%, 99%단락이 발생한 경우와 정상적인 경우를 비교한 것으로, 그 편차는 층간단락 비율에 반비례하여 나타났다. 이러한 실험적인 결과는 제안한 이산 웨이브렛 변환을 이용한 방법이 원통형 동기발전기 회전자 권선의 충간단락 진단에 적절함을 보여준다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1079-1080
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• 2011

This paper deals with the operating characteristics of induction motors with broken rotor bar, stator winding inter-turn short and their complex fault conditions. The considered operating characteristics are phase current, torque and speed. Since the operating characteristics of induction motors are directly related to their slip conditions, this paper built the experimental set to adjust the speed of induction motor with a permanent magnet synchronous generator connected to a load bank. From the various experimental results, it is shown that the faults do not highly affect on the operating characteristics of induction motors in low slip conditions, but the fault characteristics can be easily found in larger slip conditions.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.127.2-127
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• 2001

A transformer is one of the most important elements in the power network. Transformer faults could cause costly repairs and be dangerous to personnel. To avoid this, its reliable operation has great significance and, therefore, the diagnosis system of the transformer is necessitated. The dissolved gas-in-oil analysis (DGA) is the worldwide popular method of detecting faults such as a hot spot or partial discharges inside the transformer. DGA, however, is not a reliable technique to identify aging phenomena and mechanical faults including insulation failure, inter-turn short, etc. To overcome the drawbacks of DGA, the transfer function method is used to identify effectively these kinds of the mechanical faults. The transformer has a unique transfer function independent of the shape of the input waveform, which can be evaluated through sweep test. This transfer function changes by winding ...

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.94-105
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• 2010

인버터 구동 영구자석 동기전동기에서 고정자 권선과 인버터 스위치에 고장이 존재할 때 동작 중 실시간으로 고장을 검출하고 고장의 유형을 판별할 수 있는 진단 기법이 제시된다. 제안된 기법은 q축 전류의 2차 고조파를 실시간으로 관찰함으로써 이루어지며 고장이 없는 정상 조건에서의 고조파 데이터와 비교를 통해서 고장을 판별한다. 임의의 정상 동작 조건에서의 고조파 데이터는 선형 보간법을 이용해 구해진다. 고장 검출 시 진단 알고리즘은 고장 유형 판별모드로 전환되어 상전류의 파형 분석을 통해 고장의 유형을 판별한다. 제안된 고장 검출 기법의 타당성을 입증하기 위해 내부 권선 단락이 가능한 전동기가 제작되었으며 전체 시스템과 고조파 분석 및 고장 검출 알고리즘이 DSP TMS320F28335에 의해 구현된다. 제안된 방법은 부가적인 진단 장비를 요구하지 않으며 정상상태 조건이 만족된다면 동작 중 실시간으로 고장을 검출할 수 있다.

• Journal of Power Electronics
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• 제12권1호
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• pp.208-214
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• 2012

This paper presents a novel approach based on the loci of instantaneous symmetrical components called "Wing Shape" which requires the measurement of three input stator currents and voltages to diagnose interturn insulation faults in three phase induction motors operating under different loading conditions. In this methodology, the effect of unbalanced supply conditions, constructional imbalances and measurement errors are also investigated. The sizes of the wings determine the loading on the motor and the travel of the wings while their areas determine the degree of severity of the faults. This approach is also applied to detect open circuit faults or single phasing conditions in induction motors. In order to validate this method, experimental results are presented for a 5 hp squirrel cage induction motor. The proposed technique helps improve the reliability, efficiency, and safety of the motor system and industrial plant. It also allows maintenance to be performed in a more efficient manner, since the course of action can be determined based on the type and severity of the fault.