This Paper presents the effects according to broken rotor bar of squirrel cage induction motor. The rotor faults of induction motors may cause bad effects on the performance of the motor. An accurate modeling and analysis of characteristics of damaged rotor bar in the induction motor are developed using FEM(Finite Element Method). The results can be useful for real-time on-line monitoring system of an induction motor.
Kim, Byong-Kuk;Kim, Mi-Jung;Cho, Yun-Hyun;Hwang, Don-Ha;Kang, Dong-Sik
Proceedings of the KIEE Conference
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2007.07a
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pp.1041-1042
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2007
This paper proposes a new method for detecting broken rotor bars in a squirrel-cage induction motor. The air-gap flux variation analysis was done using search coils inserted in stator slots when broken rotor bar occurs. An accurate modeling and analysis of air-gap flux variation in the induction motor are developed using finite-element (FE) software packages, and measurement of the flux are made using search coils. The simulation was done for the induction motor with 380 [V], 7.5 [kW], 4 Poles, 1,760 [rpm] ratings using the commercial FE analysis tool. The simulation and experiment results can be useful for detecting the broken rotor bar of an induction motor.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers P
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v.64
no.2
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pp.62-66
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2015
Induction generator is easy to durability and maintenance than the synchronous generator. So, recently Induction generator has been widely applied to small-scale hydroelectric power plant. When the rotor is operating faster than synchronous speed, induction machine can generate electric power. Induction generator has a large inrush currents, such as the starting current of the induction motor. Induction motor has been designed a variety of rotor shape in order to reduce starting current. Since the occurrence of high inrush current cause a voltage drop to the system, it will need to reduce possible. Because the starting current of the squirrel-cage induction motor varies in accordance with the rotor shape, it is necessary to analyze the magnitude of inrush current in order to apply to the generator. In this study, we analyzed the inrush current and the voltage drop caused in accordance with the rotor shape of 1500kw induction generator.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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v.16
no.6
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pp.328-333
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2015
Squirrel cage induction motors have mostly been used for their small capacity because the starting torque is smaller than the starting current during start-up. However, as more and more mid-to-large capacity motors are developed, the demands for improvements in performance characteristics have also increased. In this study, the starting characteristics of squirrel cage induction motors were analyzed based on the rotor materials and shapes using a finite element method to provide design data suitable for different use purposes and capacities. We further completed analysis by combining electromagnetic equations deduced from Maxwell’s equations and the circuit equations of stators and rotors. A moving coordinator was introduced to rotate the rotor during the analysis, and the torques calculated via the finite element method were combined with the motion equations to calculate the position and angular velocity of the rotors at the next time, thereby analyzing the transient characteristics. The analysis results of the transient characteristics were applied to a 3-phase 4-pole 5-hp induction motor to calculate the starting torque, speed, and rotation angle of the rotors. In the reference model, the materials and shapes of the rotor slot were changed to copper and silicon copper and a deep slot, shallow slot, and long-neck-shaped slot.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.12
no.1
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pp.122-129
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2008
The direct torque control method of an inverter fed squirrel cage typed induction motor using fuzzy logic controller has been proposed. This method is suitable for the traction which requires a fast torque response during the star-up and step change. The fuzzy control algorithm based upon the control principles of conventional DSC(Direct Self Controller) is developed. The fuzzy algorithm is tarried out by defuzzification strategy of the fuzzy output extracted from the possibility distribution of an inferred fuzzy control rule. The flux and torque of an induction motor are estimated by the dynamic model of the rotor flux field-oriented scheme which has decoupling characteristics and excellent dynamic response over a wide speed range. The proposed controller shows a good dynamic response. Moreover, since the fuzzy controller possesses highly adaptive capability, the performance of fuzzy controller is quite robust and insensitive to the motor parameters and change of operation conditions.
In this paper, a method for detecting broken rotor bar and stator winding fault in a low voltage squirrel-case induction motor using an air-gap flux variation analysis is proposed to develop a simple and low cost diagnosis technique. To measure the leakage flux in radial direction, a radial flux sensor is designed as a search coil and installed between stator slots. The proposed method is able to identify two kinds of motor faults by calculating load condition of motors and monitoring abnormal signals those are related with motor faults. Experimental results obtained on 7.5kW three-phase squirrel-cage induction motors are discussed to verify the performance of the proposed method.
Kim, Byeong-Taek;Choe, Byeong-Il;Park, Seung-Chan;O, Gyeong-Il
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
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v.49
no.12
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pp.797-806
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2000
In this paper, the torque characteristics and the bar loss distribution are analyzed when a general cage induction motor with skewed slots is fed by a 6-step inverter. For the electromagnetic analysis, time-stepping finite element method is used. And the multi-slice technique and sliding surface technique are respectively utilized to consider the skew effect and the rotation of the rotor. As a result, the effects of skewed rotor bar and the inverter output voltage on the characteristics of the torque and bar loss in the rotor are investigated. The simulation results are verified by measurement of flux density distribution axially in the stator teeth.
Kim K.W.;Kwon J.L.;Lee K.J.;Choi K.S.;Lee H.S.;Chang S.G.
Proceedings of the KIPE Conference
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2001.07a
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pp.464-466
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2001
The advantage of the squirrel cage induction motor is the brushless rotor. This advantage for operation and maintenance turns out to be a disadvantage for the detection of the cage rotor bar and endring defects, which means that the detection of cage faults is due to the measurement and analysis of only the stator input signals. The monitoring task in an inverter drive is complicated mainly because the voltage and current waveforms are nonsinusoidal and the high dv/dt values from fast switching inverterd distort the measurements. in this paper, we are going to discuss the detection method of broken rotor bar of squirrel cage induction motor by the motor current signal analysis(MCSA).
Induction motors have wide applicability in many fields, both in industrial sectors and households, for their advantages of a high efficiency and robust structure. The introduction of power-source-containing harmonics into the induction motor winding lowers its efficiency and increases its temperature, greatly affecting its operation characteristics. In this study, we performed an electromagnetic field analysis using the time-difference finite-element method with the purpose of analyzing the steady-state current characteristics of an induction motor. Additionally, we calculated the steady-state current with a method combining an electromagnetic field equation and a circuit equation. In the electromagnetic field analysis, the nonlinearity was taken into account using the Newton-Raphson method, and a backward time-difference method was employed for the time derivative term. Then, we compared the steady-state current of the induction motor obtained by calculation with the experimentally measured values, thus validating the proposed algorithm. Furthermore, we analyzed the impacts of the shape and material of the rotor conductor bar of the induction motor on the steady-state current of the main winding.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.25
no.11
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pp.58-66
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2011
In this paper, the starting torque and efficiency characteristics of the induction motor (IM) for the electric vehicle (EV) are improved by changing the slot shapes of squirrel cage. The initial model of the induction motor is designed by the loading distribution method (LDM), and then the rotor with squirrel cage of NEMA class A is selected to optimize the slot shape by response surface method(RSM). The design variables of rotor slot shape are obtained by the RSM. Starting torque and efficiency were calculated by the equivalent circuit method. As a result, starting torque and efficiency of the optimized model shows good performance through whole-speed range.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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