Análisis del cortocircuito entre espiras en bobinados de la máquina de inducción utilizando la teoría de potencia instantánea

Abstract

Este trabajo se propone una metodología para detectar un cortocircuito entre espiras en los bobinados del estator de la máquina de inducción (MI) trifásica. La estrategia se basa en la teoría de la potencia instantánea (TPI). Para este propósito, se utiliza un modelo dinámico de la MI con falla que permite analizar los efectos de una avería en bobinados de estator. Las tensiones y las corrientes a bornes de la máquina se procesan a través de un algoritmo para generar dos componentes de corriente en marco de referencia α-β, una de ellas dependiente de la potencia activa instantánea y la otra de la reactiva instantánea. En base al análisis de la traza de las componentes de corriente en el plano α-β se determina los efectos de un cortocircuito entre espiras, particularmente cuando la tensión de red presenta el 5to armónico. Se presentan resultados de simulación con diferentes severidades de falla con tensiones de alimentación con distorsión y ante la presencia de desequilibrios de tensión, usuales en los procesos industriales.

In this paper, an interturn short -circuit fault detection strategy for Induction Machines (IM) is proposed. The strategy is based on the instantaneous p ower theory (IPT). In order to analyze the effects of stator fault, a dynamic IM model including interturn short-circuit fault for any of the phase-windings is used. Based on the voltages and currents measurement on IM terminals, the IPT is used for calculate the active and reactive power current component in the α- β reference frame. Finally, the 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 for IM under different fault severities under unbalanced supply voltages, usual in industrial processes.