Exact Modeling and Simulation of Saturated Induction Motors with Broken Rotor Bars Fault using Winding Function Approach

روش تابع سيم پيچ يك روش شبيه سازي و مدل‌سازي دقيق و نسبتاً ساده براي تحليل عملكرد موتورهاي القايي قفس سنجابي معيوب ارايه مي‌كند. اين روش براي شناسايي لحظه‌اي خطا قابل اعمال است. در اين مقاله، روش تابع سيم پيچ با اعمال درجات متغير اشباع مغناطيسي با به كار بردن يك تابع فاصله هوايي مناسب و نيز روشي جديد براي تخمين ضريب اشباع مورد نياز و موقعيت زاويه‌اي چگالي شار فاصله هوايي ارايه شده است. در نتيجه، مدل تابع سيم‌پيچ اشباع‌پذير براي تحليل موتور القايي قفس سنجابي داراي عيب ميله‌هاي شكسته شده روتور و همچنين براي شناسايي اثر اشباع روي شاخص‌هاي عيب مربوطه به كار رفته است. مقايسه نتايج شبيه سازي با نتايج آزمايشي متناظر نشان مي‌دهد كه مدل تابع سيم‌پيچ اشباع‌پذير داراي دقت زيادي است. اين بدان معناست كه با استفاده از اين مدل اشباع‌پذير مي‌توان روش‌هاي تشخيص عيب دقيق‌تري طراحي نمود

Winding function method (WFM) provides a detailed and rather simple analytical modeling and simulation technique for analyzing performance of faulty squirrel-cage induction motors (SCIMs). Such analysis is mainly applicable for designing on-line fault diagnosis techniques. In this paper, WFM is extended to include variable degrees of magnetic saturation by applying an appropriate air gap function and novel techniques for estimating required saturation factor and angular position of the air gap flux density. The resultant saturable winding function method (SWFM) is properly applied to analyze SCIMs with broken rotor bars and to identify the saturation effect on the related fault indexes. Comparing simulation results to the corresponding experimental ones show higher accuracy of the SWFM. This means that more precise fault diagnosis techniques can be designed by using the proposed saturable modeling technique.