ANALYSIS OF BROKEN ROTOR BARS OF INDUCTION MOTORS WITH MANN-WHITNEY U-TEST

Yıl 2015, Sayı: 035, 79 - 92, 15.12.2015

Abdurrahman Ünsal Selahattin Güçlü

Öz

In this study, a statistical analysis method is
used to detect the broken rotor bars of a three-phase squirrel cage induction
motor. The motor is supplied by 50 Hz main power system. The stator current
signals were recorded and transfered to the computer by using National Data
Acquision harware and  Labview software
tool. The motor is loaded by a three-phase, permanent magnet, self excited
synchronous generator. A three-phase resistive load is connected to the output of
the generator for different loading levels. The current data is analyzed by
using IBM SPSS Statistics tool. The data analsyis is performed to detect the
differences between the healthy motor and the motor with broken rotor bars by
using Mann Whitney U test. The results indicates diferences currents of phases
between R, S and T phases as 
statistically significant (p<.05). The statistical analysis method
can be used to analyze the induction motor current signals for potential broken
rotor bars.

Anahtar Kelimeler

broken rotor bar, induction machine, statistic

ASENKRON MOTORLARDA ROTOR ÇUBUĞU KIRIKLARININ MANN-WHITNEY U-TESTİ İLE İNCELENMESİ

Öz

Bu çalışmada üç fazlı sincap kafesli asenkron
motorların rotorlarında meydana gelen kırık rotor çubuğu arızalarının teşhisi
için istatiksel verilerin analizi gerçekleştirilmiştir. Motor, 50 Hz şebeke
gerilimi ile beslenmektedir. Motor stator akımı bara tipi ampermetre ile
Labview bilgisayar programı kullanılarak bilgisayara aktarılmıştır. Motorun yüklemek
için bir adet üç fazlı kendinden uyartımlı senkron generatör kullanıldı.
Generatör çıkışında da üç fazlı kademeli bir resistif  yük kullanıldı. Elde edilen veriler IBM SPSS Statistics
paket programıyla analiz edildi. Verilerin analizinde sağlam motor ile kırık
rotor çubuğu olan motorlar arasındaki farkların tespit edilmesi için Mann
Whitney U testi kullanıldı. Analiz sonucunda R, S ve T fazları arasındaki
farkların istatistiksel olarak anlamlı olduğu bulunmuştur (p<.05). Ayrıca
sağlam motorun sıra ortalamalarının S fazında da üç kırıklı motorunkinden daha
yüksek olduğu görülmektedir.

Anahtar Kelimeler

asenkron motor, istatistiksel analiz, kırık rotor çubuğu

Kaynakça

• [1] S. Nandi, H.A. Toliyat, “Fault Diagnosis of Electrical Machine”, International Electric Machines & Drives Conference, Seattle, USA, 219-221, (1999).
• [2] C.C. Yeh, G.Y. Sizov, A.S. Ahmed, N. Demerdash, R. J. Povinelli, E. Yaz, D. M. Ionel, “A Reconfigurable Motor for Experimental Emulation of Stator Winding Interturn and Broken Bar Faults in Polyphase Induction Machines”, IEEE Transactions on Energy Conversion, 23(4), 1005-1014, Aralık (2008).
• [3] S. Nandi, H.A. Toliyat, “Condition Monitoring And Fault Diagnosis of Electrical Machines”, IEEE Industry Applications Conference Thirty-Forth IAS Annual Meeting, Arizona, USA, 197, (2005).
• [4] Karakaya. O., “Asenkron Motorlarda Kırık Rotor Çubuğu Arızalarının Bilgisayar Destekli Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2-3, (2011).
• [5] Y.E. Zhongming, W.U. Bin, “A Review on Induction Motor Online Fault Diagnosis”, Power Electronics and Motion Control Conference, Beijing, 1353-1358, (2000).
• [6] R. Supangat, N. Ertuğrul, W.L. Soong, D.A. Gray, C. Hansen, J. Grieger, “Broken Rotor Bar Fault Detection in Induction Motors Using Starting Current Analysis”, European Conference on Power Electronics and Applications, Dresden, Germany, 1132-1142, (2005).
• [7] Kara. Ö., “Asenkron Motorlarda Rotor Kırıkları Analizi ve Modellenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2 (2011).
• [8] İnternet: Güreli, T.B., Parametrik ve Nonparametrik Testler, Niğde Üniversitesi İktisadi İdari Bilimler Fakültesi Pazarlama Bölümü. http://www.akademikdestek.net/.../parametrik_nonparametrik_testler.doc (2014).
• [9] İnternet: Geçe, E. E., Mann Whitney U Testi ve Makale İncelemesi. http://www.akademikdestek.net/info/utesti.pdf (2015).
• [10] Aksakoğlu, G., “Sağlıkta Araştırma ve Çözümleme 3. Baskı” Meta Basım Matbaacılık, İzmir, 218-220 (2013).