Efectos de los cortocircuitos entre espiras de la máquina de inducción en la potencia instantánea

Abstract

En este trabajo se propone una metodología para detectar un cortocircuito entre espiras en los bobinados de estátor de la Máquina de Inducción (MI) trifásica utilizando la Teoría de Potencia instantánea. Para analizar los efectos de esta avería, se utiliza un modelo dinámico de la MI con falla que incluye un cortocircuito entre espiras en cualquiera de los bobinados de fase. A partir de las tensiones y las corrientes registradas a bornes de la máquina se usa la Teoría de la Potencia Instantánea con el fin de calcular la componente de corriente de potencia activa y reactiva en un marco de referencia α-β. Finalmente, se realiza la descomposición en redes de secuencia de las corrientes activa y reactiva para determinar los efectos de un cortocircuito entre espiras, particularmente, cuando la tensión de alimentación presenta el 5to armónico. Se presentan resultados de simulación con diferentes severidades de falla con tensiones de alimentación distorsionadas y, además, se analiza los efectos que producen los desequilibrios de tensión.

In this paper, an interturn short-circuit fault detection strategy for Induction Machines (IM) by using the Instantaneous Power Theory is proposed. In order to analyze the effects of stator fault, a dynamic IM model including short-circuit fault in any of the phase-windings is used. Based on the voltajes and currents measured on the IM terminals IM, the Instantaneous Power Theory is used for calculate the active and reactive power current component in the α-β reference frame. Finally, the sequence decomposition of the active and reactive currents is performed to determine the effects of the stator fault, particularly when the power supply voltage is distorted with the 5th harmonic. Simulation results are presented with different fault severities for distorted power supply voltages and, in addition, the effects produced by the voltage imbalances are analyzed.