STUDIU CALITATIV PRIVIND IMPACTUL PARAMETRILOR DE CALITATE A ENERGIEI ELECTRICE ASUPRA FUNCȚIONĂRII MOTOARELOR ASINCRONE

Autori

  • ANA-MARIA MARILENA DUMITRU Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea POLITEHNICA din București
  • EMIL CAZACU Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea POLITEHNICA București
  • LUCIAN PETRESCU Facultatea de Inginerie Electrică, Universitatea POLITEHNICA din București

Cuvinte cheie:

calitatea energiei electrice, eficienta energetica, motoare asincrone

Rezumat

Una dintre cele mai comune cerințe în aplicațiile industriale moderne este reducerea la minimum a costurilor asociate cu exploatarea întreținerea si eventualele reparații ale sistemelor componente. În procesele industriale, motoarele cu inducție sunt cele mai des folosite convertoare electromecanice din cadrul sistemelor de acționare electrică. Dezvoltarea extensivă a electronicii de putere, precum și costul relativ redus de fabricație al motoarelor asincrone a determinat o incidentă foarte ridicată a prezenței sistemelor de acționare cu motoare de inducție în cadrul sistemelor industriale. Utilizarea dispozitivelor semiconductoare pentru controlul parametrilor de acționare a motoarelor de inducție facilitează reglarea sistemului și, astfel, îmbunătățește foarte mult flexibilitatea acestuia. Cu toate acestea, utilizarea optimă a unor astfel de motoare electrice este limitată din cauza posibilității apariției unor defecte specifice, cauzate de calitatea energiei electrice de alimentare. În acest context, prezenta lucrare propune o analiză asupra defectelor ce apar frecvent în cazul motoarele cu inducție din sistemele industriale de acționare electrică ca urmare a abaterilor de la calitatea energiei electrice a parametrilor sistemului de alimentare al acestora. Sunt preponderent investigate două abateri de la calitatea energiei și anume, dezechilibrul valorii tensiunilor aplicate pe fazele motorului, respectiv distorsiunile armonice ale formelor de undă a tensiunilor aplicate motorului. În același timp, se face o analiză a ratei defectelor în funcție de diverse caracteristici ale motoarelor de inducție.

Referințe

(1) Berzoy, O.A. Mohammed, J. Restrepo, Analysis of the impact of stator interturn short-circuit faults on induction machines driven by direct torque control, IEEE Transactions on Energy Conversion, 33, 3, pp. 1463-1474, 2018.

(2) M.A. Ugwiri, M. Carratù, A. Pietrosanto, V. Paciello, A. Lay-Ekuakille, Vibrations measurement and current signatures for fault detection in asynchronous motor, IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), pp. 1-6, 2020.

(3) M.Y. Kaikaa, Z. Kecita, E. Elbouchikhi, M.E.H. Benbouzid, Effect of unbalanced voltages on static eccentricity fault diagnosis in induction motors, IECON 2016 - 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, pp. 6335-6340, 2016.

(4) S.X. Duarte, N. Kagan, A power-quality index to assess the impact of voltage harmonic distortions and unbalance to three-phase induction motors, IEEE Transactions on Power Delivery, 25, 3, pp. 1846-1854, July 2010.

(5) A.B.F. Neves, M.V.B. de Mendonça, A. de Leles Ferreira Filho, G.Z. Rosa, Effects of voltage unbalance and harmonic distortion on the torque and efficiency of a three-phase induction motor, 17th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP), pp. 943-948, 2016.

(6) C.-Y. Lee, Effects of unbalanced voltage on the operation performance of a three-phase induction motor, IEEE Transactions on Energy Conversion, 14, 2, pp. 202-208, June 1999.

(7) H. Li, K.W. Klontz, An investigation of current harmonic influence on induction motor in hybrid electric vehicle application, IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC), pp. 1-6, 2017.

(8) G. Bhuvaneswari, S. Charles, M.G. Nair, Power quality studies on a soft-start for an induction motor, IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition, pp. 1-6, 2008.

(9) E. Cazacu, L. Petrescu, V. Ioniță. Elemente de calitate și eficiență a energiei în instalațiile electrice moderne. București: Editura Matrix Rom, 2020.

(10) E. Quispe, G. Gonzalez, J. Aguado, Influence of unbalanced and waveform voltage on the performance characteristics of three-phase induction motors, 2004.

(11) P. Pillay, P. Hofmann, M. Manyage, Derating of induction motors operating with a combination of unbalanced voltages and over or undervoltages, IEEE Transactions on Energy Conversion, 17, 4, pp. 485-491, December 2002,

(12) ***International Electrotechnical Commission, Rotating Electrical Machines : Part 26 (IEC 60034-26) Effects of unbalanced voltages on the performance of induction motors, Ginegra: IEC,15 p., 2002.

(13) O.V. Thorsen, M. Dalva, Failure identification and analysis for high voltage induction motors in petrochemical industry, Conference Record of 1998 IEEE Industry Applications Conference. Thirty-Third IAS Annual Meeting (Cat. No.98CH36242), pp. 291-298, 1998.

(14) ***Rotating electrical machines-part 30-1: efficiency classes of line operated ac motors (IE Code), Standard IEC 60034-30-1:2014, https://webstore.iec.ch/publication/136, 2022

(15) J.M. Tabora et al., Assessing energy efficiency and power quality impacts due to high-efficiency motors operating under nonideal energy supply, IEEE Access, 9, pp. 121871-121882, 2021.

(16) F.J.T.E. Ferreira, B. Leprettre, A.T. de Almeida, Comparison of protection requirements in IE2-, IE3-, and IE4-class motors, IEEE Trans. Ind. Appl., 52, 4, pp. 3603-3610, July 2016.

(17) J. Muñoz Tabora, M.E. de Lima Tostes, E. Ortiz de Matos, T. Mota Soares, U.H. Bezerra, Voltage harmonic impacts on electric motors: a comparison between IE2, IE3 and IE4 induction motor classes, Energies, 13, 13, p. 3333, June 2020.

(18) J.M. Tabora, M.E. De Lima Tostes, E.O. De Matos, U.H. Bezerra, T.M. Soares, B.S. De Albuquerque, Assessing voltage unbalance conditions in IE2, IE3 and IE4 classes induction motors, IEEE Access, 8, pp. 186725-186739, 2020.

(19) F.J.T.E. Ferreira, G. Baoming, A.T. de Almeida, Reliability and operation of high-efficiency induction motors, IEEE Trans. Ind. Appl., 52, 6, pp. 4628-4637, 2016.

(20) A.T. de Almeida, F.J.T.E. Ferreira, G. Baoming, Beyond induction motors-technology trends to move up efficiency, IEEE Trans. Ind. Appl., 50, 3, pp. 2103-2114, May/June, 2014.

Descărcări

Publicat

09.03.2023

Număr

Secțiune

MASINI ELECTRICE

Cum cităm

STUDIU CALITATIV PRIVIND IMPACTUL PARAMETRILOR DE CALITATE A ENERGIEI ELECTRICE ASUPRA FUNCȚIONĂRII MOTOARELOR ASINCRONE . (2023). ACTUALITĂŢI ŞI PERSPECTIVE ÎN DOMENIUL MAŞINILOR ELECTRICE, 18(1), 7-19. https://journal.iem.pub.ro/apme/article/view/341