Пристрій для контролю якості міжлистової ізоляції шихтованого магнітопроводу високочастотним індукційним методом
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-3944.2025.2.07Ключові слова:
магнітне осердя, діагностування технічного стану, дефекти міжлистової ізоляції, неруйнівний контроль, пристрій для діагностуванняАнотація
У роботі проведено розробку пристрою для контролю якості міжлистової ізоляції шихтованого магнітопроводу високочастотним індукційним методом. Актуальність дослідження зумовлена тим, що деградація ізоляції між окремими листами електротехнічної сталі призводить до зростання вихрових струмів, підвищення втрат в ньому та перегріву осердя обмотки, що істотно впливає на енергетичні показники та надійність електричних машин. Запропонований підхід базується на індукційному методі збудження магнітного поля високої частоти та вимірюванні параметрів напруги у випробуваному магнітопроводі. Для реалізації методу створено експериментальний пристрій, на основі мікроконтролеру Arduino. Особливістю пристрою є можливість змінювати частоту та амплітуду в обмотці збудження, що дозволяє проводити оцінку величини вихрових струмів в магнітному осерді на характер індукованої напруги вимірювальної обмотки. Розроблена система керування пристрою забезпечує високу повторюваність експериментів, автоматизацію вимірювального процесу та можливість інтеграції з комп’ютерною системою збору даних. Проведені експерименти показали, що зміна амплітуди сигналу вимірювальної обмотки корелює зі станом міжлистової ізоляції, що дозволяє здійснювати швидку діагностику без руйнівного контролю. Розроблений пристрій може бути використаний для контролю якості електротехнічної сталі під час виробництва магнітопроводів трансформаторів та електричних машин. Отримані результати відкривають перспективи подальшого вдосконалення систем неруйнівного контролю із застосуванням інтелектуальних методів аналізу сигналів та автоматизованої класифікації станів ізоляції.
Посилання
Chumak, V.V., Kovalenko M.A., Trotsenko, Y.O., Stulishenko, A.S., & Tymoshchuk, O.L. (2022). High-frequency methods for detecting insulation defects in mesh winding generators of power plants based on renewable energy sources. Vidnovluvana Energetika , (4(71), 56-63. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.4(71).56-63.
Chumack, V., Kovalenko, M., Tymoshchuk, O., Stulishenko, A., & Ihnatiuk, Y. (2023). Design of a multilink system for calculating high-frequency processes in electric machines with mesh windings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (123), 54–63. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.282375.
Chumack, V., Tymoshchuk, O., Kovalenko, M., Bazenov, V., Ihnatiuk, Y., & Stulishenko, A. (2023). Research of high-frequency remagnetization model in laminated magnetic cores of electromechanical and electromagnetic energy converters. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(5 (124), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.286002.
V.V. Chumak, Y.O. Trotsenko, M.A. Kovalenko, Y.S. Ihnatiuk, A.S. Stulishenko. Study of physical processes in laminated magnetic cores of electric machines. Enerhetyka: ekonomika, tekhnolohii, ekolohiia. 2021. № 4. – s. 37-43.
Chumak, V. V., KovalenkoM. A., Trotsenko, Y. O., Stulishenko, A. S., & Tymoshchuk, O. L. (2023). High-frequency methods for detecting insulation defects in mesh winding generators of power plants based on renewable energy sources. Renewable and Hydrogen Energy , 4(71), 56-63. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2022.4(71).56-63.
Chumak, V., Kovalenko, M., Tymoshchuk, O., Ihnatiuk, Ye., & Kovalenko, I. (2023). Kompleksna otsinka yakosti laminovanykh oserd elektrychnykh mashyn vysokochastotnym induktsiino-vibratsiinym metodom. Visnyk NTU «KhPI». Seriia: Problemy udoskonaliuvannia elektrychnykh mashyn I aparativ. Teoriia I praktyka, 2 (10), 26–32. https://doi.org/10.20998/2079-3944.2023.2.05.
Eldieb, Asheraf & Anayi, Fatih & Fahmy, Ashraf. (2015). Investigation of short-circuit fault effects on non-oriented steel at different range of magnetisations. 1-6. 10.1109/UPEC.2015.7339881.
Bertenshaw, D.R. & Ho, Choon & Smith, A.C. & Sasic, Mladen & Chan, Trina. (2016). Electromagnetic modelling and detection of buried stator core faults. IET Electric Power Applications. 11. 10.1049/iet-epa.2016.0470.
A. C. Smith, D. Bertenshaw, C. W. Ho, T. Chan and M. Sasic, "Detection of stator core faults in large turbo-generators," 2009 IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Miami, FL, USA, 2009, pp. 763-770, doi: 10.1109/IEMDC.2009.5075290.
Bertenshaw, D.R. & Smith, A.C. & Ho, C.W. & Chan, T. & Sasic, M. (2012). Detection of stator core faults in large electrical machines. Electric Power Applications, IET. 6. 295-301. 10.1049/iet-epa.2011.0125.
Lee, K.; Hong, J.; Lee, K.-W.; Lee, S.B.; Wiedenbrug, E.J. A stator-core quality-assessment technique for inverter-fed induction machines. IEEE Trans. Ind. Appl. 2010, 46, 213–221. DOI: 10.1109/TIA.2009.2036527.
Romary, R.; Jelassi, S.; Brudny, J.F. Stator-interlaminar-fault detection using an external-flux-density sensor. IEEE Trans. Ind. Electron. 2010, 57, 237–243. DOI: 10.1109/TIE.2009.2029525.
Ho, C.W., Bertenshaw, D.R., Smith, A.C., Chan, T. and Sasic, M. (2014), Three-dimensional finite element analysis of large electrical machine stator core faults. IET Electric Power Applications, 8: 60-67. https://doi.org/10.1049/iet-epa.2013.0065.
Frosini, Lucia. (2020). Novel Diagnostic Techniques for Rotating Electrical Machines—A Review. Energies. 13. 5066. 10.3390/en13195066
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 М.А. Коваленко, В.В. Чумак, І.Я. Коваленко, І.В. Ткачук, О.В. Вишневський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
