Diagnostics of a Broken Rotor Bar Faults of Three-phase Squirrel Cage Induction Motor Using Acoustic Signals

Sincap Kafesli Asenkron Motorların Rotor Çubuk Kırıklarının Akustik Ölçümlerle Tespiti

Abstract

Failures of asynchronous motors used in production lines prevent the production targets. This has a negative impact on both the profitability of the company and its reliability in the industry. Planning of faults requires maintanence work to be proactive. Proactive maintanence ensures failure detection, planing and excanhange without failure. The determination of ac motor malfunctions by vibration, electrical values or sound measurement is carried out and many applications are used in the industry. In this study, acouistic measurement of asynchronous motor failures were investigated. Robust and malfunctioning motor sound files were obtained by acoustic measurements. The changes in the time domain of the sound files and the changes in the frequency domain were obtained by Fast Fourier Transform (FFT) with the Matlab software. FFT differences in sound files measured during operation of different speed and torque values of the robust motor and motor with broken rotor bar were determined and interpreted by K-Nearest Neighbor (KNN).

Özet

Üretim hatlarında çok kullanılan asenkron motorların arızaları, üretim hedeflerine ulaşılmasını önlemektedir. Bu,şirketin hem karlılığını hem de sanayideki güvenirliliğini negatif etkilemektedir. Arızaların planlanması bakımçalışmalarının proaktif olması zorunludur. Proaktif bakım çalışmasında elektrik ekipman arızalarının oluşmasınameydan vermeden, tespitini, planlı bakım ve değişimini gerekli kılar. Alternatif Akım (AA) motor arızalarınıntitreşim, elektriksel değerler veya ses ölçümü ile tespiti çalışmaları yapılmakta ve birçok uygulamaları sanayidekullanılmaktadır. Bu çalışmada asenkron motor rotor arızasının akustik ölçümlerle tespit edilebilirliğiincelenmiştir. Akustik ölçümler ile sağlam ve arıza oluşturulan motorun ses dosyaları elde edilmiştir. Bu ölçümleriçin hazırlanan test devresinde AA sürücü, motor frenleme devresi ve kondenser mikrofon kullanılmıştır. Sesdosyalarının MATLAB yazılımı ile zaman domenindeki değişimi, Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) yapılarakfrekans domenindeki değişimleri elde edilmiştir. Sağlam ve rotor çubuğu kırık olan motora ait farklı hız ve torkdeğerlerinde çalışması sırasında ölçülen ses dosyalarındaki FFT farkları tespit edilmiş, en yakın komşu algoritması(KNN) kullanılarak yorumlanmıştır.