ی که محور شروع به ترک خوردن می کند. مطالعات آزمایشگاهی جهت تشخیص خطاهای میله روتور بسیار گران قیمت است و ممکن است باعث خسارات جبران ناپذیری به روتور شود. بنابراین وجود روشی بر مبنای ایجاد یک مدل با استفاده از تاج سیم پیچی جهت شبیه سازی خطاهای در ارتباط با میله روتور و همچنین درجات مختلفی از شکست میله، بسیار لازم و ضروری است.
تکنیکهای مختلفی جهت تعیین شکستگیهای میله روتور به طور خلاصه در ذیل آورده شده است:
> آنالیز ولتاژ القایی در حوزه زمان و فرکانس در بوبینهای مخصوص تشخیص خطا که به طور ذاتی در اطراف نوک دانه استاتور و همچنین یوغ قرار گرفته است
> آنالیز در حوزه زمان و فرکانس شار محور که به وسیله بوبینهای مخصوص تشخیص خطای خارجی در اطراف محور ماشین کنترل میشود
> آنالیز طیف جریان خط ماشین، یا آنالیز اثر جریان موتور ( McsA )
> آنالیز هارمونیکهای گشتاور و سرعت موتور
> تخمین پارامتر
که از میان این روشها، روشی McsA یکی از مهمترین روشهائی است که جهت تشخیص خطای شکست میله و حلقه انتهایی روتور مورد استفاده قرار می گیرد .در این روش از سیم بندی استاتور به عنوان بوبین تشخیص خطا استفاده می شود. به علاوه این روش به وسیله انواع بارها و همچنین سایر نامتقارینهای موجود تحت تاثیر قرار نمی گیرد. شکست میله سبب می شود که مولفه های طیف در شار شکاف هوایی که از رابطه (1-1) بدست می آید افزایش یابد .
(1- 1)
f(b) : فرکانس قابل تعیین در خطای شکست میله روتور
k : شاخص هارمونیک ( … ، 3 ، 2 ، 1K = )
P : تعداد جفت قطبهای اصلی در موتور
s : لغزش
روشهای المان محدود نیز جهت مدل کردن این نوع از خطاها مورد استفاده قرار می گیرند .
د ـ خطاهای استاتور :
خطاهای استاتور معمولاً مربوط به خطاهای عایقی هستند . در اصطلاح، این خطاها به صورت خطاهای فاز به فاز و فاز به زمین شناخته شده است . اعتقاد بر این است که این خطاها در ابتدا با خطای حلقه به حلقه شروع شده که در نهایت گسترش می یابد و باعث ایجاد بقیه خطاها در ماشین می شود. تشخیص خطای حلقه به حلقه معمولاً بسیار مشکل است. تقریباً حدود % 40-30 از خطاهایی که در ماشینهای القایی گزارش شده است در این طبقه قرار دارند .برای پی بردن به علت واقعی خرابی ماشین روش آنالیز خرابیهای ماشین پیشنهاد می شود.
گام های اساسی آنالیز عبارت اند از :
1. پیدا کردن کلاس یا مد خرابی14
2. پیدا کردن نوع یا الگوی خرابی15
3. بررسی شکل و مشخصات ظاهری موتور
4. دانستن شرایط عملکرد موتور در زمان بوجود آمدن خرابی
5. دانستن سابقه تعمیر و نگهداری موتور و کاربرد آن
اگر هر کدام از این گامها حذف شود یعنی در نظر گرفته نشود به یک نتیجه غلط از علت واقعی خرابی می رسیم. از این رو مشکل بوجود آمده برطرف نمی شود و خرابی هایی از همان نوع در آینده بدون شک رخ خواهد داد. کلاس یا مد خرابی موقعیت خطا را مشخص می کند، یعنی بیان می کند که خطا در کدام قسمت از موتور رخ داده است. الگو یا نوع خرابی، نوع خطا را مشخص می کند. در سیم پیچی استاتور پنج مد خرابی مطرح می شود که عبارت اند از حلقه به حلقه، کلاف به کلاف، قطع فاز، فاز به فاز ، و کلاف به زمین، در شکل زیر برای یک سیم پیچی اتصال ستاره، دو تا از این مدها نشان داده شده است.

(الف) (ب)
شکل1- 3 (الف) اتصال کوتاه کلاف به کلاف بین نقاط a , b(ب) خطای فاز به فاز [9]
الگوهای خرابی برای سیم پیچی استاتور به 4 گروه تقسیم می شود:
1. متقارن
2. تک فازه
3. نامتقارن به همراه زمین شدن
4. خطاهای نامتقارن گوناگون به استثنای زمین شدن
جهت رسیدن به تشخیص صحیحی از خطا بایستی مد خرابی و الگوی خرابی با هم در نظر گرفته شود. این الگوی خرابی است که بیشتر بر علت خرابی دلالت دارد. مثلاً ممکن است در چندین موتور، مد خرابی حلقه به حلقه باشد، اما الگوی خرابی برای هر کدام متفاوت باشد، چون علت خرابی برای هرکدام متفاوت است.
روشها و تکنیکهای مختلفی جهت تعیین خطاهای استاتور وجود دارد. برای ژنراتورها و موتورهای بزرگ با سیم بندی استاتور kv4 و بالاتر روشهای تست تخلیه جزئی16on – Line استفاده میکنند که دارای قابلیت اطمینان بسیار بالایی است . حتی دستگاههای اندازه گیری قابل حمل17 نیز برای چنین هدفهایی وجود دارند. برای موتورهای با ولتاژ پایین، روشهای تعیین خطای استاتور به صورت استاندارد شده وجود دارد، که قادر هستند خطاهای حلقه به حلقه را به وسیله آنالیز مولفه شار محوری در یک ماشین، که دارای بوبین های متحد المرکز بزرگ در دو طرف شفت هستند را تعیین بکنند. Toliyat در]4[ از طریق مدلسازی و آزمایش نشان داده است که این خطاها در نتیجه عدم تقارن در امپدانس ماشین است، که سبب می شود جریان در فازها به صورت نامتعادل باشد، و این در نتیجه جریانات متوالی منفی که در خطوط جاری هستند ناشی می شود. با این وجود جریانات متوالی منفی باعث نامتعادل شدن ولتا‍‍ژها، اشباع ماشین و غیره میشود .
روش دیگری که برای تعیین این نوع از خطاها استفاده می شود، روش MCSA است .این روش میتواند مولفه های قابل قبولی را از جریانهای خطی حالت ثابت، با وجود حلقه های اتصال کوتاه شده در استاتور ایجاد بکند. عیب مهمی که این روش دارد این است که، می تواند تحت تاثیر نامتعادلی های ولتاژ نیز قرار گیرد. روش مناسبی که در ادامه بررسی خواهیم کرد، تحت تاثیر نامتعادلی های ولتاژ قرار نمیگیرد و حساسیت کمتری برای هارمونیک های زمانی موجود دارند. این روش بر مبنای حوزه فرکانس است که جهت تعیین خطاهای اولیه در inter-turn استاتور مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش ولتاژ خط به خط ماشین به جای جریان خط ، جهت کنترل مولفه های فرکانسی، بلافاصله بعد از اینکه ماشینswitched-off شد مورد استفاده قرار می گیرد. هنگامی که شار ماشین کاملاٌ سینوسی باشد ، حتی زمانی که محرکهای حالت جامد مورد استفاده قرار می گیرد این روش ها بر خلاف MCSA نتایج بسیار خوبی خواهد داد. هارمونیک ها در ولتاژهای خط به خط با استفاده از فرمول (1-2) بدست میآید که با مقدار K=1 بهترین قابلیت تشخیص را خواهد داشت .
, k =1,2,3,…… (1-2)
r شیارهای روتور می باشد.هنگامی که ماشین به وسیله یک محرک سرعت قابل تنظیم تغذیه شده باشد ؛ استفاده از این روش مشخصات مطلوب بسیار زیادی را جهت تعیین خطای ایجاد شده به ما خواهد داد .

ه- ضعیف شدن وضعیت ایزولاسیون سیم پیچی ها : در اثر پدید آمدن این عیب ممکن است سیم پیچی ماشین بسوزد . بنابراین نمی توان این عیب را به عنوان یکی از خطاهای اولیه در ماشین در نظر گرفت ولی این عیب نیز بر حسب شدت ضعیف شدن ایزولاسیون موتورقابل تشخیص است .
1-3-2 عیوب مکانیکی اولیه در ماشینهای القایی[7]:
این عیوب را می توان به دو دسته تقسیم بندی کرد : دسته اول عیوبی هستند که ناشی از اثرات مکانیزم متصل به روتور می باشند و در اثربار متصل به موتور، بر روی ماشین ظاهر می گردند. تشخیص این عیوب در مکانیزم اتصالی به موتور، در بهبود کاری موتور تاثیر بسزایی خواهد داشت. عمده عیوب موجود عبارت اند از : ناهم محوری موتور با بار متصل به آن ، خمش شفت و … .
دسته دوم از عیوب مکانیکی، مسائلی هستند که ناشی از خود موتور میباشد. با جداسازی موتور از مکانیزم نیز، این عیوب مشاهده میگردند. عمده عیوب موجود عبارت اند از خرابی یاتاقانها، نامتقارنی روتور و … .
الف) خطاهای یاتاقان: اکثر ماشینهای الکتریکی دارای ساچمه ها و یا عناصر غلطنده در یاتاقانها می باشند. هر یک از یاتاقانها شامل دو حلقه که یکی در داخل و دیگری در بیرون قرار دارند. یک دسته از ساچمه ها یا عناصر غلطنده، در جدار یاتاقانها در بین این حلقه ها قرار گرفته اند. حتی در شرایط عادی و با بارهای متعادل نیز خطاهای خستگی و فرسودگی در ماشین ممکن است اتفاق بیفتد. این خطاها ممکن است که منجر به افزایش نوسانات وسطوح پارازیتها و نویزها شوند.
به غیر از فشارها و استرس های ناشی از عملکردهای داخلی ماشین در حالت عادی که به دلیل ، نوسانات و خروج از مرکزهای ذاتی است، یاتاقانها ممکن است توسط عوامل خارجی بسیار زیادی از بین بروند همانند:
> آلودگی ها، زنگ زدگیها، خوردگیها به وسیله خواص خورندگی که آب، اسید و غیره دارند.
> روغن کاریهای نامناسب، که شامل روغنکاریهای حلقه بیرونی و حلقه درونی یاتاقانها می باشد که سبب گرم کنندگی و خراشیدگی سطوح می شود.
تقریباٌ حدود %50-40 از خطاهای ایجاد شده در ماشینهای الکتریکی در ارتباط با یاتاقانها میباشد . این نوع از خطاها معمولاً توسط خطاهای وابسته به خروج از مرکز، پوشش داده میشوند. به عبارت دیگر خطاهای وابسته به بلبرینگها میتوانند، همانند خطاهای قاب یاتاقان بیرونی، خطاهای قاب یاتاقان درونی و خطاهای ساچمهها طبقه بندی شوند، که فرکانسهای نوسانی جهت تشخیص این خطاها به صورت زیر بدست میآید.
که در این معادلات fr فرکانسی چرخشی ، N تعداد ساچمه ها ، گام قطری گلوله ها ، زاویه تماس ساچمه ها (‌با جدار قاب یاتاقان ) ، قطر ساچمه هامی باشد.
در مرجع [10]Yazici یک روش فرکانس ـ زمان آماری را جهت تعیین خطاهای یاتاقان بیان کرده است.
ب) نامتقارنی روتورماشین القایی:
نامتقارنی مشکل عمده و مشترک قطعات دوّار است. ارتعاشات ناشی از نامتقارنی محور عمدتاً ارتعاشات در جهت شعاعی بروی بلبرینگ های موتور می باشند. مشکل نامتقارنی در موتور، بیشتر به علت نامتقارنی در فن خنک کننده آن و یا نامتقارنی به