• 제목/요약/키워드: Rotor bar

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유도전동기 회전자 제작시 압입작업 평가 (Evaluations of Swaging Process for Rotor Core of Induction Motors)

  • 박상철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.21-26
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    • 2016
  • 산업체에서 널리 사용되고 있는 유도전동기의 회전자를 제작하기 위하여 rotor core slot에 Cu bar를 열박음(shrinkage fit)작업으로 고정한 후 bar 표면을 punch로 원주방향으로 순차적으로 1.5~3mm 압입(swaging)작업시 rotor core slot과 bar 접촉면에 작용하는 contact tangential force의 크기와 분포를 단순화된 2차원 plane strain 해석모델을 사용하여 각각의 압입조건에 대하여 평가하였으며 또한 생산성 향상을 고려한 rotor core slot 설계시 slot 형상에 따른 접촉력 분포를 평가하여 rotor core slot 설계시 필요한 정보를 제공하고자 수치해석적인 방법을 사용하여 parametric study를 수행하였다. 이러한 탄소성 수치해석 결과 1) rotor core 압입작업시 bar 접촉면에 작용하는 contact force는 소성변형이 먼저 발생하는 bar 상부에 크게 작용하며 2) 순차적인 rotor core 압입작업시 bar 접촉면에 작용하는 total contact force는 바로 인접한 bar에 대한 압입작업에 의해서만 영향을 받으며 그 영향으로 약 55% 정도 total contact force가 증가하며 3) 생산성을 고려하여 rotor core를 설계하는 경우에 contact force를 증가시키기 위해서는 core slot의 폭보다 길이를 길게 하는 것이 바람직하다는 사실을 알 수 있었다.

유도전동기 회전자 제작시 압입작업 평가 II (Evaluations of Swaging Process for Rotor Core of Induction Motors II)

  • 박상철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.464-469
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    • 2017
  • 유도전동기 회전자는 rotor core를 일정한 높이로 쌓은 후 rotor core slot에 Cu bar를 열박음(shrinkage fit)작업으로 고정한 후 Cu bar 표면을 punch로 길이방향, 원주방향으로 순차적으로 압입(swaging)하여 제작된다. 본 연구에서는 Cu bar 표면을 압입할 때 Cu bar 표면에 발생하는 압입깊이, 잔류응력 분포 그리고 rotor core slot과 Cu bar 접촉면에 작용하는 접촉력(contact force)을 평가하고자 하였다. 한편 실제의 압입작업은 복잡한 3차원 문제이나 수치해석적인 접근을 위하여 단순화된 2차원 cyclic symmetry 해석모델을 개발하였으며 이러한 해석모델을 사용하여 일정한 압입압력에서 4가지 종류의 Cu bar 형상에 대하여 압입량과 접촉력을 평가하였다. 탄소성 수치해석 결과 1) sample Cu bar block model을 사용하여 단순화된 2차원 수치해석 모델을 개발하였고 2) rotor core 압입작업시 일정한 압입압력에서 Cu bar 표면의 압입량은 Cu bar 형상에 크게 관계없이 거의 일정하며 3) 압입작업시 punch에 가해지는 압입압력으로부터 rotor core slot과 Cu bar 접촉면에 작용하는 총 접촉력을 추정할 수 있는 근사식을 제안하였다.

유도기 설비의 휴대용 회전자 진단 시스템 연구 (A Study on the Potable Rotor Diagnosis System for Induction Machines)

  • 현두수;윤민한
    • 전기학회논문지
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    • 제66권11호
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    • pp.1657-1662
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    • 2017
  • Rotor bar faults in induction machines, which are a part of main distribution of power system, can even stop the entire system by causing contact between a stator and a rotor. There are two methods of diagnosing rotor bar faults in induction motors, online and offline tests, and existing diagnosis methods have many limitations which can lead to misdiagnosis. This paper proposes a potable rotor bar faults diagnosis system based on single phase rotation test, one of offline test methods, which detects rotor bar faults through impedance interpretation by exciting AC current in a stator winding. The test was conducted on a motor of 0.4kW in the laboratory and a motor of 1500kW in industry field.

LaVIEW를 이용한 휴대용 3상 소형유도전동기 회전자 바 고장 진단 시스템 개발 (The Development of Portable Rotor Bar Fault Diagnosis System for Three Phase Small Induction Motors Using LabVIEW)

  • 송명현;박규남;한동기;이태훈;우혁재
    • 전기학회논문지P
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    • 제56권1호
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    • pp.51-55
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    • 2007
  • In this paper, a portable rotor bar fault diagnosis system for small 3 phase induction motors is suggested. For portable real-tine diagnosis system, an USB-DAQ board for collecting the 3 phase current data, three current probes, and a notebook computer are used. The LabVIEW graphical language is used for filtering, analysis, storing, and monitoring the current data. The three phase stator current are filtered and transformed to frequency level by FIT. An analysis window programed by LabVIEW is located in front panel to show the FIT results and this suggested window has a zooming function to detect the fault feature more easily near the feature frequency range which is varying by the slip frequency. To show the possibility of portable rotor bar diagnosis system, three types(healthy, one rotor bar fault, two rotor bar fault) of rotor bar are intentionally prepared and compared by the suggested window of front panel. Experimental results are shown that a suggested diagnosis system is applicable to portable diagnosis system and the rotor bar fault is detected by the frequency window in front panel programed in LabVIEW graphical language.

Rotor에 대한 Cu-bar 압입시 응력분포에 대한 연구 (A Study on the Stress Distribution in Rotor Core inserted with Cu bar)

  • 박상철;김현수
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.251-254
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    • 2003
  • In this study, main works are focused on investigating the stress distribution at the interface between a rotor core and Cu bar when a punch is applied into the body of Cu bar. A parametric study with dimensional changes of core slot was performed numerically to identify what factors are dominant in producing high contact forces in the interface. As analysis results, it was found that core slot length was a dominant factor in increasing contact force at the interface between a rotor core and Cu bar.

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사구슬롯이 있는 3상 농형 유도 전동기의 인버터 구동시 토오크 특성 및 회전자 바 동손분포 해석 (Analysis of the Torque Characteristics and Loss Distribution of the Rotor Bar of an Inverter-fed Cage Induction Motor with Skewed Slots)

  • 김병택;최병일;박승찬;오경일
    • 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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    • 제49권12호
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    • pp.797-806
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    • 2000
  • In this paper, the torque characteristics and the bar loss distribution are analyzed when a general cage induction motor with skewed slots is fed by a 6-step inverter. For the electromagnetic analysis, time-stepping finite element method is used. And the multi-slice technique and sliding surface technique are respectively utilized to consider the skew effect and the rotation of the rotor. As a result, the effects of skewed rotor bar and the inverter output voltage on the characteristics of the torque and bar loss in the rotor are investigated. The simulation results are verified by measurement of flux density distribution axially in the stator teeth.

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팍스벡터 패턴을 이용한 회전자 바 고장 자동 진단 (An Automatic Diagnosis for Rotor Bar Faults using Park's vector Pattern)

  • 송명현;박규남;한동기;양철오
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.361-363
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    • 2007
  • In this paper, an auto-diagnosis method of rotor bar fault for small induction motor is suggested. Usually FFT of stator currents are given the good results, but to detect the fault, slip is needed for calculating the feature frequency. The slip is varied as the load is changed. So in this paper, some alternative method for estimating the load is suggested. This method is based on the Park's vector pattern. The magnitudes of the feature frequency are compared with the threshhold that is predefined in the bounded range of load. The healthy rotor, single rotor bar fault and double rotor bar fault are tested with no load, 25%, 50%, 75%, and 100% rated load. From 50% to 100% rated load case, the rotor bar faults are detectable using indirect estimation of the load and the comparing the magnitudes of feature frequency. The no load case and under 40% rated load case, rotor fault are un detectable.

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Oxidation Models of Rotor Bar and End Ring Segment to Simulate Induction Motor Faults in Progress

  • Jung, Jee-Hoon
    • Journal of Power Electronics
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    • 제11권2호
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    • pp.163-172
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    • 2011
  • Oxidation models of a rotor bar and end ring segment in an induction motor are presented to simulate the behavior of an induction machine working with oxidized rotor parts which are modeled as rotor faults in progress. The leakage inductance and resistance of the rotor parts arc different from normal values because of the oxidation process. The impedance variations modify the current density and magnetic flux which pass through the oxidized parts. Consequently, it causes the rotor asymmetry which induces abnormal harmonics in the stator current spectra of the faulty machine. The leakage inductances of the oxidation models are derived by the Ampere's law. Using the proposed oxidation models, the rotor bar and end ring faults in progress can be modeled and simulated with the motor current signature analysis (MCSA). In addition, the oxidation process of the rotor bar and end ring segment can motivate the rotor asymmetry, which is induced by electromagnetic imbalances, and it is one of the major motor faults. Results of simulations and experiments are compared to each other to verify the accuracy of the proposed models. Experiments are achieved using 3.7 kW, 3-phase, and squirrel cage induction motors with a motor drive inverter.

공극자속 측정에 의한 유도전동기 회전자의 Broken Bar 검출기법 (Detecting Method for Broken Rotor Bar of Induction Motor by Measuring Air-gap Flux)

  • 황돈하;강동식;이진희;최경호;김동희
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.475-480
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    • 2006
  • In this paper, a new approach for detecting broken rotor bars in a squirrel-cage induction motor is proposed. The air-gap flux variation analysis was done using search coils inserted in stator slots when broken rotor bar occurs. An accurate modeling and analysis of air-gap flux variation in the induction motor are developed using finite-element (FE) software packages, and measurement of the flux are made using search coils. The simulation was done for the induction motor with 380 [V], 5 [HP], 4 Poles, 1,742 [rpm] ratings using the commercial FE analysis tool. The simulation and experiment results can be useful for detecting the broken rotor bar of an induction motor.

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축방향 누설자속 측정에 의한 유도전동기의 회전자 결함검출에 관한 연구 (A Study of Rotor Fault Detection for the Induction Motor Using Axial Leakage Magnetic Flux)

  • 신대철;김영환
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.132-137
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    • 2006
  • 유도전동기에 대한 결함 검출의 도구로서 축방향 누설자속 측정 방법을 사용할 수 있는가를 평가하고 전동기고장 검출에 관한 진단 알고리즘을 개발하기 위한 회전자에 관한 2번째 논문이다. 결함 검출을 위해 운전 중인 전동기의 끝단에 설치된 자속코일 센서로 누설자속 신호를 수집하며 전동기의 각종 결함을 검출하기 위해 시간과 주파수 영역에서 신호를 분석하였다. 센서 신호 형상이 전동기 각각의 결함에 대해 시간과 주파수 영역에서 해석하였다. 전동기의 회전자 관련 격함인 회전자봉 파손, 단락환 파손 및 회전자 편심이 축방향에서 측정된 고해상도의 스펙트럼으로부터 검출할 수 있는 방법을 확인하였다. 누설자속 스펙트럼으로부터 특정 주파수와 회전자봉 통과주파수의 측파대를 분석함으로서 회전자 결함을 검출하는 방법을 알았다. 또 유도전동기에 대하여 축방향 누설자속 측정을 위한 최적의 자속코일센서 및 측정시스템을 검증하고 회전자 결함을 검출하기 위한 방법을 개발하였다.