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This work was supported in part by the Universitat Politecnica de Valencia and in part by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities under Grant FPU19/02698.

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Bonet-Jara, JorgeAutor o CoautorPons-Llinares, JoanAutor o Coautor

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Artículo

Comprehensive Analysis of Principal Slot Harmonics as Reliable Indicators for Early Detection of Interturn Faults in Induction Motors of Deep-Well Submersible Pumps

Publicado en:Ieee Transactions On Industrial Electronics. 70 (11): 11692-11702 - 2023-11-01 70(11), DOI: 10.1109/TIE.2022.3231333

Autores: Bonet-Jara, Jorge; Pons-Llinares, Joan; Gyftakis, Konstantinos N

Afiliaciones

Resumen

Early detection of interturn faults is one of the most important issues in electrical machines, as the fault severity evolves very fast to a catastrophic failure due to the high thermal stress. However, as this article shows, in submersible induction motors for deep-well pumps, it evolves slower. These motors are highly water-cooled, which significantly reduces the thermal stress caused by the fault, increasing the possibility of early detection. Among fault detection methods, only those based on line current/voltage measurements can be used, as motors are at great depths. This article investigates the principal slot harmonics as reliable indicators for early detection of interturn faults in this application. To this end, a comprehensive analysis is conducted using finite-element analysis where the behavior of these harmonics is studied under different fault severities, both alone and coexisting with other asymmetries, such as unbalanced voltages, eccentricity, or rotor faults. The findings are used to develop a reliable diagnostic scheme based on the monitoring of the most fault-sensitive harmonics along with the voltage and current unbalance indexes. Finally, the scheme is applied, for the first time, in the context of continuous monitoring of a 230-HP induction motor showing its efficacy.

Palabras clave

Condition monitoringDiagnosisFault diagnosisFinite-element analysis (fea)Frequency-domain detectionInduction motorsInterturn faultsMachinesMotor current signature analysis (mcsa)ObservePumpPumpsStator windingsTurn short circuits

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Ieee Transactions On Industrial Electronics debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2023, se encontraba en la posición 2/76, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Instruments & Instrumentation. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 1.14. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 1.23 (fuente consultada: FECYT Feb 2024)
  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 5.16 (fuente consultada: Dimensions Jun 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-06-07, el siguiente número de citas:

  • WoS: 7
  • Scopus: 10
  • OpenCitations: 6

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-06-07:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 10 (PlumX).

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Greece.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Bonet Jara, Jorge) .