Comparative analysis of multi-environment sensor data for reliable detection of electrical and mechanical faults in electrical motors
Elektrik motorlarında elektriksel ve mekanik arızaların güvenilir tespiti için çoklu ortam sensör verilerinin karşılaştırmalı analizi
- Tez No: 926003
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TANER GÖKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Sanayide üretimin önemli bir parçası olan asenkron motorlar güvenilirlikleri, sağlam yapıları ve az bakım gerektirmeleri nedeniyle endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yüzden potansiyel arızaların erkenden tespit edilmesi üretimin devamlılığı ve verimliliği için oldukça önemli bir meseledir. Elektrik motorlarında meydana gelen arızaları elektriksel ve mekaniksel arızalar olmak üzere iki ana sınıfa ayırabiliriz. Elektriksel arıza türlerinden biri olan kırık rotor çubuğu arızasının tespitinde en yaygın kullanılan metot, motor akımları imza analizi (MCSA) ile arızaya ilişkin temel harmoniğin yan bantlarının analiz edilmesidir. Ancak bu metodun motor topolojisi, sargı konfigürasyonu, yük koşullarından etkilenmesi ve eksenel hava kanallarının etkilerine karşı hassas olması gibi bazı kısıtlamaları mevcuttur. Bu durumlar stator akım spektrumu analizi ile kırık rotor çubuğu arızasının tespitini zorlaştırmaktadır. Mekaniksel arıza türlerinden olan paralel hizasızlık, topal ayak ve gevşeklik vida arızalarının tespitinde en sık kullanılan yöntemler titreşim tabanlı analiz yöntemleridir. Titreşim tabanlı analiz yöntemleri bu tip arızaların tespit edilmesinde oldukça etkin bir araç olsa da titreşim spektrumunda her üç arızada benzer etkiye sahiptir. Bu durum arızaların birbirinden ayırt edilmesini zorlaştırmaktadır. Bu tez çalışmasında elektriksel arızalardan kırık rotor çubuğu arızası tespit etmek için kaçak akı tabanlı analiz yöntemi kullanılmıştır. Bir kaçak akı sensörü kullanılarak elde elde edilen verilerin analiz sonuçlarında (3fs ± fr)'ın yan bantlarında arızanın etkin bir şekilde tespitini sağlayan bazı karakteristik arıza sinyalleri görülmüştür. Mekaniksel arızalardan paralel hizasızlık, topal ayak ve gevşeklik arızalarını tespit etmek için titreşim tabanlı bir analiz yöntemi kullanılmıştır. Üç eksenli bir ivmeölçer kullanılarak farklı arıza tiplerinde dönme frekansı (fr), dönme frekansının katları ve dönme frekansının yan bantlarının davranışları eksenel, yatay ve düşey eksenlerde incelenmiştir. Belirlenen arıza sinyallerinin doğruluğunu araştırmak amacıyla deneysel devre düzenekleri kurulmuştur ve farklı yükleme koşullarında bu arıza sinyallerinin davranışlarını analiz edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Induction motors, which are an important part of industrial production, are widely used in industry due to their reliability, robust construction and low maintenance. Therefore, early detection of potential faults is a very important for the continuity and efficiency of production. Faults in electric motors can be categorised into two main types: electrical and mechanical faults. One of the most common used method to detect broken rotor bar fault, which is one of the electrical fault types, is the analysis of the sidebands of the fundamental harmonic related to the fault using motor current signature analysis (MCSA). However, this method has some limitations such as being affected of motor topology, winding configuration, load conditions, and being sensitive to the effects of axial air ducts. These limitaitons make it difficult to detect broken rotor bar fault by stator current spectrum analysis. Vibration-based analysis methods are the most common methods used in the detection of parallel misalignment, soft foot and looseness faults, which are mechanical fault types. Although vibration-based analysis methods are very effective tools in the detection of these types of faults, all three faults have a similar effect on the vibration spectrum. This makes it difficult to distinguish the faults from each other. In this thesis study, flux-based analysis method is used to detect broken rotor bar faults from electrical faults. The analysis of the data obtained by using a stray flux sensor showed some characteristic fault signals in the side bands of (3fs ± fr), which provided effective fault detection. A vibration-based analysis method is used to detect mechanical faults such as parallel misalignment, soft foot and looseness faults. Using a triaxial accelerometer, the rotational frequency (fr), and its multiples and sidebands for different fault types is investigated in axial, horizantal and vertical axes. In order to investigate the accuracy of the defined fault signals, experimental test setups are utilized and the behaviour of these fault signals are analysed under different loading conditions.
Benzer Tezler
- Ses olay tespit problemine derin öğrenme tabanlı çözümler
Utilizing footstep sound event detection by using cnn techniques for assuring property security
FURKAN YUSUF YAVUZ
Doktora
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEJAT YUMUŞAK
- Naftokinon tabanlı iyon sensörlerin geliştirilmesi
Development of ion sensors based on naphthoquinone
ZELİHA MERMER
- Savaş nesnelerinin interneti (IoBT) ortamında makine öğrenmesi tabanlı siber saldırı tespit sistemi
Savaş nesnelerinin interneti (IoBT) ortamında makine öğrenmesi tabanlı siber saldırı tespit sistemi
SAMET ÇİFCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EYÜP EMRE ÜLKÜ
DOÇ. DR. BUKET DOĞAN
- A comparative study on conventional and energy-based autopilot systems on a jet-powered aircraft
Geleneksel ve enerji tabanlı otopilot sistemlerinin jet motorlu bir hava aracında karşılaştırması
RUMEYSA KÖKOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜJDE GÜZELKAYA
- A secure and privacy enhanced authentication scheme for internet of vehicles
Araç interneti için güvenli ve gizliliği arttırılmış kimlik doğrulama şeması
SULAIMAN MUSARIA KARIM KARIM
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKarabük ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADIB HABBAL