Samonig, M. (2010). Simulation von Rotorfehlern in Asynchronmaschinen mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/161589
Die vorliegende Arbeit ist der Simulation von Rotorfehlern in Asynchronmaschinen anhand der Methode der Finiten Elemente gewidmet. Im ersten Teil der Arbeit wird erläutert, wie die Finite-Elemente-Software ANSYS eingesetzt werden kann um ein Modell einer stillstehenden und unerregten Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer zu erstellen. Dabei werden die einzelnen Schritte der Modellerstellung (Geometrie, Vernetzung und Simulation) vorgestellt und das Vorgehen anhand praktischer Beispiele erläutert.Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Detektion von Brüchen in den Rotorstäben einer Asynchronmaschine. Das Verfahren zur Fehlererkennung, das der Simulation zugrunde liegt, basiert auf der Detektion von Asymmetrien in einer Versuchsmaschine. Diese Asymmetrien drücken sich bei Drehung des Rotors in einer Modulation der Statorstreuinduktivität aus. Abhängig von der Lage des Rotors ergeben sich dadurch bei Anlegen von Spannungssprüngen (bzw. -pulsen) an die Phasen der Maschine unterschiedliche transiente Stromanstiege. Aus den Änderungsraten dieser Stromanstiege können Fehlerindikatoren gewonnen werden, die es ermöglichen einen Fehler nicht nur zu erkennen, sondern ihn sogar nach Art und Schwere einzuordnen.<br />
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This master thesis is aimed at the modelling of an idle and de-energized squirrel cage induction machine by using the finite element software ANSYS. The first part of this thesis gives a description of the steps taken to reach this goal, by introducing the reader into the ANSYS work flow, which includes the following steps: geometry modelling, meshing and simulation. The reader is also provided with a step by step guide featuring characteristic modelling examples.<br />The second part of this thesis analyses the effect of an erroneous squirrel cage on the stator leakage inductance. Such an error is a source of asymmetry within the induction machine and causes a modulation of the leakage induction dependent on the rotor position. To detect this modulation, the induction machine's phase conductors are fed with a voltage pulse, which causes a current slope in the phase conductors. As a result the rotor position influences the current slope. Therefore it can be used to determine an indicator that is characteristic for a certain fault. By monitoring this indicator the fault can be detected and classified.
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