Sabit mıknatıslı senkron motorda demagnetizasyon ve eksenden kaçıklık arızalarının tespiti
Demagnetization and eccentricity faults detection in permanent magnet synchronous motor
Yazar: MUSTAFA EKER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET AKAR
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Arıza arama = Fault detection ; Elektrik makineleri = Electric machinery

Özet:
Elektrik motorları endüstride en sık kullanılan tahrik elemanlarının başında gelmektedir. Elektrik motorlarının arızalanmaları üretim kapasitesini düşürmekte ve bakım maliyetlerini yükseltmektedir. Günümüzde gerçek zamanlı durum izleme ve arıza teşhisine dayalı öngörülü bakım, periyodik uygulamaların yerini almaktadır. Bu yüzden elektrik motorlarının izlenmesi ve öngörülü bakım, son zamanlarda alınında üzerinde durulan en önemli konulardan biri olmuştur. Sabit Mıknatıslı Senkron Motorlar (SMSM); yüksek verim ve güç faktörü, yüksek güç-ağırlık oranı ve yüksek moment-eylemsizlik oranı gibi üstünlüklerinden dolayı, özellikle servo sistemlerde olmak üzere endüstride son zamanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bu çalışmada SMSM'de meydana gelecek statik, dinamik, karışık eksenden kaçıklık arızaları ve demagnetizasyon arızalarının tespiti için yeni bir yaklaşım sunulmuştur. Çalışmada  kullanılan yöntem; döner makinelerin dinamik titreşim sinyallerini ve rotor hızını kullanarak izlenmesi ve hata teşhisinde kullanılan "Mertebe Takip Analiz (MTA)" yöntemidir. Bu yöntem uzun yıllardır mekanik arızaların teşhisinde başarılı şekilde kullanılmaktadır. Bu çalışmada deneysel olarak yöntem; sürücü ile beslenen ve dinamik çalışma koşullarında elde edilen motor faz akımı ve rotor hız sinyaline uygulanmıştır. Ayrıca motor faz akımına ek olarak sargılarına uygulanan gerilim, rotor hızı ve motor titreşim sinyalleri değişik hız ve yüklerde sağlam ve arızalı durumlar için izlenmiştir. LabVIEW programında tasarlanan veri izleme ve teşhis programı ile SMSM'de gerçek zamanlı durum izleme ve hata teşhisi gerçekleşmiştir. Deneysel sonuçlar arızaya ait frekans bileşenlerinin temel frekansın sağında ve solunda belirli mertebe seviyelerinde oluştuğu sonucuna ulaşılmıştır.
Anahtar kelimeler: Arıza teşhisi, Sabit Mıknatıslı Senkron Motor, Mertebe Takip Analiz Yöntemi.

Abstract:
Electric motors are one of the main power machines used in industry. Electric motor faults decrease production capacity and  increasing maintenance cost. In nowadays, trend in which the predictive maintenance i.e., online monitoring and predictive detection of the failures take the place of the periodic maintenance. Therefore, monitoring electric motors and estimated maintenance on the subjects on which researchers focus on in recent times. Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSMs) are increasingly used in many commercial and industrial applications especially servo systems because of their high power density, wide constant-power speed range, excellent efficiency, high air-gap flux density and high torque to inertia ratio. 

In this study; a novel approach is presented for diagnosis of static, dynamic, mixed eccentricity and demagnetization faults in PMSM. Order Tracking Analysis used in this study is one of the most frequently used methods in the monitoring of rotating machines and the analysis of dynamic vibration signals and it has been used successfully for years in fault diagnosis. In the experimental study, the method was applied motor phase current and rotor speed which is acquired at dynamic operating conditions where the motor inverter fed. Furthermore, in addition to motor phase current, applied coil voltage, rotor speed and vibration signals was monitored at various operation speeds and loads with a healthy and faulty condition.  A real time condition monitoring and fault diagnosis was realized in PMSM by using program that is created at Labview program. Experimental results show that the frequency components of the fundamental frequency of the left and right of failure at a certain order has been found to occur.
Key Words: Fault detection, Permanent magnet synchronous motor, Order tracking analysis method.