Diagnostyka łożysk silnika indukcyjnego poprzez analizę prądu silnika metodą NTC. Część I – opis zastosowanej metody

W artykule zaprezentowano nową metodę przetwarzania sygnału prądu silnika indukcyjnego do celów diagnostyki łożysk oraz jej walidację przy pomocy badań eksperymentalnych. Badania przeprowadzono dla trzech różnych uszkodzeń łożysk przy pełnym obciążeniu silnika. Pierwsza część artykułu zawiera wprowadzenie do tematyki diagnostyki łożysk, przegląd metod diagnostycznych oraz podstawy teoretyczne zastosowanej przez autora metody. W drugiej części artykułu przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dla łożysk z celowo wprowadzonymi uszkodzeniami oraz dla łożysk bez uszkodzeń

DIAGNOSTYKA ŁOŻYSK SILNIKA INDUKCYJNEGO POPRZEZ ANALIZĘ PRĄDU SILNIKA METODĄ NTC. CZĘŚĆ II – WYNIKI BADAŃ EKSPERYMENTALNYCH

W artykule zaprezentowano nową metodę przetwarzania sygnału prądu silnika indukcyjnego do celów diagnostyki łożysk oraz jej walidację przy pomocy badań eksperymentalnych. Badania przeprowadzono dla trzech różnych uszkodzeń łożysk przy pełnym obciążeniu silnika. Pierwsza część artykułu zawiera wprowadzenie do tematyki diagnostyki łożysk, przegląd metod diagnostycznych oraz podstawy teoretyczne zastosowanej przez autora metody. W drugiej części artykułu przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dla łożysk z celowo wprowadzonymi uszkodzeniami oraz dla łożysk bez uszkodzeń

Diagnostyka łożysk silnika indukcyjnego z wykorzystaniem analizy prądu silnika metodą potrójnej kowariancji.

T. Ciszewski – 2017
Przedmiotem niniejszej rozprawy doktorskiej jest opracowanie nowej metody diagnostyki łożysk w silniku indukcyjnym opartej na pomiarach i analizie prądu zasilającego silnik. Ze względu na ciągłe doskonalenie i rozwój badao w kierunku metod prądowych, za pomocą których możliwa byłaby diagnostyka całego silnika, temat ten jest cały czas otwarty i jak najbardziej aktualny. Rozdział pierwszy zawiera wprowadzenie w zagadnienia będące przedmiotem rozprawy oraz argumenty uzasadniające wybór tematyki diagnostyki łożysk w silnikach indukcyjnych. W rozdziale drugim przedstawiony został cel, zakres oraz teza pracy. W rozdziale trzecim niniejszej pracy omówione zostały kwestie związane z budową łożysk, przedstawiono klasyfikację typów uszkodzeo a także wyróżniono i porównano wybrane metody diagnostyki łożysk. Przeprowadzono krytyczną ocenę najczęściej wykorzystywanych w diagnostyce metod, między innymi metod wibracyjnych, analizy widma prądu stojana, metody opartej o pomiar mocy chwilowej oraz analizę strumienia pola magnetycznego. Autor pracy zaproponował nową metodę diagnostyki eliminującą m.in. koniecznośd montażu czujników bezpośrednio na silniku. Jedną z głównych zalet nowej metody jest niezależnośd wyniku od amplitudy składowej podstawowej prądu, co gwarantuje normalizacja potrójnej kowariancji. Rezultaty badao są natomiast zależne między innymi od rodzaju zmienności amplitudy i fazy wybranych składowych. Rozdział czwarty niniejszej pracy dotyczy statystyki wyższych rzędów. Zawiera częśd teoretyczną, w której przedstawione zostały pojęcia bispektrum oraz znormalizowanej potrójnej kowariancji (NTC), a także częśd aplikacyjną, obejmującą badania symulacyjne z wykorzystaniem NTC. Na podstawie przeprowadzonych symulacji potwierdzono, że NTC z powodzeniem nadaje się do wykrywania nieliniowych zmian w sygnale. W rozdziale piątym rozprawy przedstawiono badania eksperymentalne przeprowadzone przez autora. Opisane zostało stanowisko badawcze, omówiono wykorzystany algorytm przetwarzania sygnału, opisana została procedura wyboru komponentów oraz zaprezentowano wyniki badao. Koocowa częśd rozdziału piątego wskazuje kierunki dalszych badao z wykorzystaniem prezentowanej metody. Ostatni, szósty rozdział zawiera podsumowanie przeprowadzonych badao, krytyczną analizę wyników na podstawie wykonanych wykresów oraz wnioski koocowe.

Induction motor bearings diagnostic indicators based on MCSA and normalized triple covariance

T. Ciszewski – 2017
Induction motors are one of the most widely used electrical machines. Statistics of bearing failures of induction motors indicate, that they constitute more than 40% of induction motor damage. Therefore, bearing diagnosis is so important for trouble-free work of induction motors. The most common methods of bearing diagnosis are based on vibration signal analysis. The main disadvantage of those methods is the need for physical access to the diagnosed machine, which is not always possible. Methods based on motor current signature analysis are free of this disadvantage. Preliminary studies have shown that motor current signature analysis based normalized triple covariance is a very good diagnostic indicator for induction motor bearings. This paper presents an attempt to find a more accurate diagnostic indicator based on normalized triple covariance. In this paper the author verifies how many diagnostic features (normalized triple covariances) included in diagnostic indicator can give better separation between healthy and unhealthy cases.

Novel condition monitoring of induction motor bearings via motor current signature analysis

The paper authors are researching the assessment of bearing conditions in induction motors. The methods developed by the authors are based on measurements and analysis of the motor supply current, which is particularly attractive in the absence of access to the engine. The article provides an overview of selected methods of induction motor bearings diagnostic based on Motor Current Signature Analysis (MCSA). However, there is no solution to date which credibility allows for industrial application. The main problem is the high ratio of disturbance components compared to the useful diagnostic components in the motor current. The author team has developed a methodology which enables introduction of various damage to bearings and also built a test stand enabling a wide range of engine tests with damaged bearings. This has provided the opportunity to compare the results of a large number of damaged bearings in a controlled manner, and also to compare different diagnostic methods. The article presents results of two new studies performed on this test stand, obtained on the basis of instantaneous power measurements and statistical method of signal analysis that have been improved by the authors. Preliminary studies confirm the advantages of these methods. The presented concept has the potential for industry implementation.

Current based Normalized Triple Covariance as a bearings diagnostic feature in induction motor

L. Swędrowski , T. Ciszewski , L. Gelman – NDTnet – 2016
Diagnosis of induction motors, conducted remotely by measuring and analyzing the supply current is attractive with the lack of access to the engine. So far there is no solution, based on analysis of current, the credibility of which allow use in industry. Statistics of IM bearing failures of induction motors indicate, that they constitute more than 40% of IM damage, therefore bearing diagnosis is so important. The article provides an overview of selected methods of diagnosis of induction motor bearings, based on measurement of the supply current. The problem here is the high disturbance components level of the motor current in relation to diagnostic components. The paper presents the new approach to signal analysis solutions, based on statistical methods, which have been adapted to be used by this diagnostic system. First experimental results with use of this method are also presented, they confirm the advantages of this method.

Current-based higher-order spectral covariance as a bearing diagnostic feature for induction motors

T. Ciszewski , L. Gelman, L. Swędrowski INSIGHT – 2016
Conducting the diagnosis of induction motors remotely by analyzing the supply current is an attractive prospect with the lack of access to the engine. Currently, there is no solution, based on analysis of the current, the credibility of which would allow its use in industry. The statistics of bearing failures in induction motors indicate that they constitute more than 40% of induction motor damage, therefore, bearing diagnosis is extremely important. This paper provides an overview of methods of diagnosis of induction motor bearings, based on measurement of the supply current. A problem is coused by the high level of disturbance components in the motor current in relation to the diagnostic components. The paper presents a new approach to signal analysis solutions, based on the novel higher-order spectral covariance, which have been adapted for this diagnostic system. The first experimental results with use of this method are also presented and they confirm the advantages of the method.

MCSA with Normalized Triple Covariance as a bearings diagnostic indicator in an induction motor

T. Ciszewski , L. Gelman, L. Swędrowski – 2016
Statistics of bearing failures in induction motors indicate, that they constitute more than 40% of IM damage, therefore bearing diagnosis is very important. Vibration methods for bearing diagnostics have one major disadvantage - they require the availability of the machine for sensors installation. This is the reason for seeking new methods based on motor supply current analysis. Diagnosis of induction motors, conducted remotely by measuring and analyzing the supply current is attractive with the lack of free access to the engine. So far, there is no solution based on analysis of current, the credibility of which allows use in industry. The article provides an overview of selected methods of diagnosis of induction motor bearings, based on measurement of the supply current. The problem here is the high disturbance components level of the motor current in relation to diagnostic components. The paper presents the new approach to signal analysis solutions, based on statistical methods, which have been adapted to be used by this diagnostic system. First experimental results with the use of this method confirm the advantages of the presented method.

Induction Motor Bearings Diagnostic Using MCSA and Normalized Tripple Covariance

T. Ciszewski , L. Swędrowski , L. Gelman – 2015
Diagnosis of induction motors, conducted remotely by measuring and analyzing the supply current is attractive with the lack of access to the engine. So far there is no solution, based on analysis of current, the credibility of which allow use in industry. Statistics of IM bearing failures of induction motors indicate, that they constitute more than 40% of IM damage, therefore bearing diagnosis is so important. The article provides an overview of selected methods of diagnosis of induction motor bearings, based on measurement of the supply current. The problem here is the high disturbance components level of the motor current in relation to diagnostic components. The paper presents the new approach to signal analysis solutions, based on statistical methods, which have been adapted to be used by this diagnostic system. First experimental results with use of this method are also presented, they confirm the advantages of this method.

Wybrane metody diagnostyki łożysk silników indukcyjnych oparte o pomiar prądu

W artykule zawarto przegląd wybranych metod diagnostyki łożysk silnika indukcyjnego, bazujących na pomiarach prądu zasilającego. Jedno z nowych rozwiązań przetwarzania sygnałów zostało zaadaptowane przez autorów do stosowanego przez nich systemu diagnostycznego. Wyniki wstępnych badań symulacyjnych zweryfikowanych badaniami na rzeczywistym obiekcie wskazują, że rozwiązanie to ułatwia diagnozowanie. Autorzy zamierzają prowadzić dalsze badania z wykorzystaniem tej metody. Diagnostyka silników indukcyjnych, prowadzona zdalnie poprzez pomiar prądu zasilającego, jest atrakcyjna szczególnie w warunkach utrudnionego dostępu do silnika. Dlatego też przedstawiona koncepcja ma szanse na wdrożenie w przemyśle.