Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 18

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  ekscentryczność wirnika
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
This paper presents the method of rotor magnetic pulling tensioning force calculation, caused by the static radial rotor eccentricity. The method is applied to calculate the total force acting on the rotor of high-speed permanent magnet (PM) synchronous machine (PMSM). The calculations are based on 2D simulation of magnetic field distribution in the active part of the machine, taking into account the saturation of the magnetic circuit and the spatial harmonics of the air gap magnetic flux in the no-load mode and in the rated mode.
PL
W artykule przedstawiono metodę obliczania siły naciągu magnetycznego działającej na wirnik, spowodowanej przez radialną ekscentryczność statyczną wirnika. Metoda ta jest stosowana do obliczenia całkowitej siły działającej na wirnik szybkoobrotowej maszyny synchronicznej (PMSM) z magnesami trwałymi (PM). Obliczenia są oparte na symulacji 2D rozkładu pola magnetycznego w aktywnej części maszyny, z uwzględnieniem stopnia nasycenia obwodu magnetycznego oraz harmonicznych przestrzennych strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej w stanie jałowym pracy i dla pracy znamionowej.
PL
W pracy badano wpływ niejednakowego namagnesowania magnesów i ekscentryczności statycznej wirnika na wielkość i postacie deformacji stojana silnika bezszczotkowego z magnesami trwałymi poddanego działaniu sił magnetycznych. Przeprowadzono obliczenia numeryczne dla wybranych przypadków ekscentryczności statycznej wirnika i niejednakowego namagnesowania magnesów.
EN
This article presents influence static eccentricity and uneven magnetization of the rotor on value and form of the stator deformation of Brushless Direct Current Motor (BLDC) with permanent magnets due to magnetic forces. Numerical calculations were performed for selected causes of static eccentricity and uneven magnetization of the magnets.
EN
Vibrations and noise in electrical machines are directly related to the characteristics of the radial forces on one hand, and mechanical behavior on the other. The characteristics of these forces can be influenced by other factors such as stator slots and poles, saturation level, winding type and certain faults. To investigate the effect of eccentricity faults on electromagnetic noise generated by PM synchronous machine (PMSM), an analytical electromagnetic vibroacoustic model is developed. The results confirm the effect of eccentricity fault in generating some low modes radial forces. An experimental device is installed to validate the results of the analytical model.
PL
Wibracje i szumy w maszynach elektrycznych bezpośrednio zależą od sił radialnych i właściwości mechanicznych. Charakterystyki tych sił mogą zależeć od innych czynników, jak: szczeliny stojana i biegunów, poziom nasycenia, rodzaj uzwojeń. Przedstawiono badania wpływu błędu centryczności na szumy generowane przez maszyny synchroniczne z magnesami stałymi oraz rozwinięto model analityczny. Rezultaty potwierdziły, że ekscentryczność może skutkować powstawaniem sił radialnych.
EN
A multislice, 2.5 dimensional model was used to calculate the state variables waveforms of an asynchronous machine. In this model a magnetic field is calculated in orthogonal to the machine axis, two-dimensional intersections with use of the finite element method. The wavelet transform was used to visualize the waveform harmonic components. The performed analysis showed that the wavelet transform can be successfully used in the analysis of the asynchronous machine waveforms, as an alternative to the short time Fourier transform. The calculations were performed in the Academy Computational Center in Cracow, Poland.
PL
Do obliczenia przebiegów zmiennych stanu maszyny asynchronicznej zastosowano model "multislice 2.5D". Model ten oblicza pole magnetyczne w przekrojach prostopadłych do osi maszyny wykorzystując metodę elementów skończonych. Dla celów analizy quasistacjonarnych przebiegów w maszynie przedstawiono alternatywną do metody krótkoczasowego przekształcenia Fouriera (STFT) metodę falek (wavelet). Obliczenia wykonane zostały w Akademickim Centrum Obliczeniowym w Krakowie. W celu określenia ilości pękniętych prętów oraz odcinków pierścieni klatki wirnika silnika asynchronicznego zastosowano filtr UKF. Dawał on dokładne informacje, podając numery uszkodzonych prętów oraz odcinków pierścieni. Dla uzyskania tak dokładnych informacji filtr ten wymagał pomiarów prądów stojana oraz prądów dodatkowych, jednozwojowych cewek umieszczonych na zębach stojana, a obciążonych dużymi rezystancjami (~1 k?). Potrzebny też był pomiar prędkości obrotowej wirnika i związany z tym kąt obrotu wału maszyny. Opracowana metoda nadaje się do ochrony dużych, kosztownych napędów asynchronicznych.
PL
W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania pola magnetycznego wokół silnika indukcyjnego (aury) jako sygnału diagnostycznego przy badaniu ekscentryczności wirnika. Przeprowadzono modelowanie zewnętrznego pola magnetycznego silnika klatkowego za pomocą oprogramowania ANSYS. Model symulujący obejmował zarówno silnik z centrycznie umieszczonym wirnikiem, jak i silnik z ekscentryczną szczeliną powietrzną. Wykonano pomiary eksperymentalne na opracowanym stanowisku laboratoryjnym z silnikiem indukcyjnym klatkowym.
EN
The article presents the possibility of using the magnetic field surrounding an induction motor as a diagnostic signal in testing rotor’s eccentricity. The modelling of the magnetic field around the induction cage motor was performed by means of the ANSYS software. The simulation involves both an induction motor with a centric rotor and a motor with an excentric air gap. Experimental measurements were performed on an induction cage motor in laboratory conditions.
6
Content available remote Aura magnetyczna silnika indukcyjnego jako sygnał diagnostyczny
EN
Among various mechanical faults found with an induction cage motor, the airgap eccentricity and problems affecting the bearing belong to the most frequent. Due to this fact, there has been a rapid development in methods of diagnosing the induction cage motor's condition. Non-invasive methods are generally preferred, as in most cases they do not exert any influence over the motor's work and do not ivolve making any adjustments to the motor's structure. Moreover, most of them allow the diagnostic process to be carried out when the appliance is on line. With respect to induction cage motors, the motor supply current is the main diagnostic signal which meets the above-metnioned criteria. The aim of the article is to present an innovative idea (in diagnostics), that is the possibility of using the magnetic field surrounding an induction motor as a diagnostic signal in testing rotor's eccentricity. The modelling of the magnetic field around the induction cage motor was performed by means of the ANSYS software. The simulation involved both an induction motor with eccentricity and a defect-free motor. Experimental measurements were performed in laboratory conditions.
EN
In the paper modeling of main inductances for mathematical models of induction motors is applied to study the effects caused by a rotor eccentricity and saturation effects. All three possible types of eccentricity: static, dynamic and mixed are modeled. The most important parameters describing rotor eccentricity include self and mutual inductances of the windings. The structural changes of the permeance function as a result of eccentricity appearance and the Fourier spectra of inductances in occurrence of saturation for each case are determined in the paper. The presented algorithm can be used for the diagnostically specialized models of induction motors.
EN
In the paper the modeling of synchronous machines with permanent magnets (PM) located on the surface of the rotor is presented. These analyzes are based on the co-energy function and distribution of magnetic field density in the machine air-gap for cases of rotor eccentricity. This approach allows the calculation of influences and effects of rotor eccentricity and other word effects usually neglected in commonly used analytical models. The paper contains a computation for machine with rotor eccentricity and shows the comparison results of calculation for analytical model and FEM. This computation confirms a good agreement of the FEM analysis with the simplified calculation. The presented model reduce the necessity of using the FEM analysis and described the PM machine by a very precise way. This approach is presented by an example of 3-phase PM synchronous machine. Presented methodical aspects of modeling PM machines can be useful for diagnostic purposes.
PL
W artykule przedstawiono analityczną metodykę analizy rozkładu pola w szczelinie powietrznej maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi z ekscentrycznym wirnikiem. Praca prezentuje wyniki obliczeń rozkładu pola, uzyskane na podstawie modelowania w sposób uproszczony, bazujący na zaproponowanych analitycznych zależnościach oraz metodą elementów skończonych (FEM). Otrzymane rezultaty potwierdzają dobrą zgodność wyników analitycznych z polowymi, co daje możliwości ograniczenia konieczności stosowania modeli polowych.
EN
In the paper the method of flux density distribution for synchronous machines with permanent magnets located on the surface of the rotor is presented. The paper contains a computation for machine with rotor eccentricity and shows the comparison results of calculation for analytical model and FEM. This computation confirms a good agreement of the FEM analysis with the simplified calculation. The model reduces the necessity of using the FEM analysis and allowed to describe machine by a very simple way.
PL
W artykule zastosowano analityczną metodykę analizy rozkładu pola w szczelinie powietrznej maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi, umieszczonymi powierzchniowo na wirniku do budowy modeli matematycznych w przypadku nieregularności szczeliny powietrznej. W szczególności w pracy skoncentrowano się nad sposobem utworzeniem modeli matematycznych dla maszyny z ekscentrycznym wirnikiem. W tym celu użyto formalizmu Lagrange'a bazującego na charakterystykach uzwojeń oraz funkcji ko-energii elementów całego systemu elektromechanicznego. Podejście takie zostało przedstawione na przykładzie 3-fazowej maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi.
EN
In the paper the method creation of so called "circuit models" for diagnostic purpose of synchronous machines with permanent magnets (PM) located on the surface of the rotor is presented. The model is based on the coenergy function and distribution of magnetic field density in the machine air-gap. The model allows the calculation of such effects as rotor eccentricity, cogging torque and other word effects usually neglected in commonly used analytical models. The model reduce the necessity of using the FEM analysis and described the PM machine by a very simple but precise way. This approach is presented by an example of 3-phase PM synchronous machine.
EN
In the paper an air-gap permeance function taking into account a non-linearity of a magnetic circuit of an asynchronous motor has been defined and described. A modification of the linear permeance consists in reducing their values in saturation areas by a local saturation coefficient. The coefficient expresses a ratio of the linear permeance to the non-linear one calculated by FEM. A proposed algorithm used for calculating a distribution of the local saturation coefficient is also correct for the motors with non-uniform air-gap. The presented results show the influence of the rotor eccentricity and the non-linearity of magnetic circuit on the distribution of the saturation coefficient. This method allows to, correct the winding inductances in a circuit model of asynchronous motors with a rotor eccentricity.
PL
W niniejszym artykule zaprezentowano metodę wyznaczania funkcji nieliniowej permeancji zastępczej szczeliny powietrznej silnika asynchronicznego, uwzględniającej nieliniowość głównego obwodu magnetycznego. Modyfikacja funkcji liniowej permeancji polega na zmniejszaniu jej wartości w strefach nasycenia poprzez lokalny współczynnik nasycenia. Przedstawiono również i przetestowano algorytm wyznaczania rozkładu współczynnika nasycenia dla silnika z nierównomierną szczeliną wywołaną ekscentrycznością dynamiczną wirnika. Algorytm ten wykorzystuje rozkłady indukcji pola magnetycznego w szczelinie, wyznaczone metodami polowymi dla różnych położeń osi pola wypadkowego stojana oraz rozkłady permeancji liniowej i wypadkowego przepływu, obliczone na podstawie danych konstrukcyjnych. Wyniki obliczeń polowych wykonanych dla silnika wysokonapięciowego ilustrują wpływ ekscentryczności wirnika i nieliniowości obwodu magnetycznego na rozkład współczynnika nasycenia.Wyznaczona na ich podstawie funkcja permeancji nieliniowej może być zastosowana do korekty parametrów indukcyjnych wieloharmonicznego modelu obwodowego silnika.
EN
This paper presents mathematical modelling of induction motors, applied to study the effects in the stator currents caused by saturation of the main magnetic coil. The paper describes a way of calculating winding inductances and permeance function with saturation effects. The permeance function has been determined by simplified method from the air-gap geometry. Firstly, a function of a magnetic field line length in the air-gap along circumference has been approximately found. Next it has been corrected by a saturation coefficient. To predict qualitatively and quantitatively the spectra of currents a special harmonic balance method has been used. Chosen results of calculation are represented by currents of stator in steady state for symmetry with and without the saturation effects. The computations compared with real measured results are shown in the paper.Results showed that slotting and saturations introduce important changes to stator current spectrum and respective mathematical models should be applied in diagnostic aspects.
PL
W niniejszym artykule przedstawiono sposób modelowania silników indukcyjnych, który zastosowano do analizy efektów występujących w prądach fazowych stojana, pochodzących od nasycenia głównego obwodu magnetycznego. Zaprezentowano także metodykę obliczania funkcji permeancji oraz indukcyjności uzwojeń z uwzględnieniem efektów wywołanych przez nasycenie. Funkcja permeancji została wyznaczona na podstawie zależności geometrycznych dla szczeliny powietrznej. Na początek określono długości linii sił pola magnetycznego na obwodzie szczeliny powietrznej, a następnie poddano je korekcie, stosując współczynnik nasycenia. W celu znalezienia jakościowych i ilościowych wielkości charakteryzujących widmo prądu stojana zastosowano metodę bilansu harmonicznych. W pracy zamieszczono również wybrane wyniki pomiarów oraz obliczeń dla przypadku symetrii z uwzględnieniem i bez uwzględnienia efektów nasyceniowych.Uzyskane rezultaty pokazują, że żłobkowanie oraz uwzględnienie efektów nasyceniowych wprowadza istotne zmiany w widmie prądów stojana, co potwierdza użyteczność przedstawionych modeli w zastosowaniach diagnostycznych.
PL
W artykule przedstawiono wyższe harmoniczne momentu pasożytniczego i prądu silnika asynchronicznego w funkcji prędkości obrotowej. Do obliczeń tych zależności wykorzystano model 2.5D zbudowany przy pomocy metody elementów skończonych. Przeprowadzono analizę harmonicznych momentu i prądu. Otrzymane wyniki przedstawiono w funkcji prędkości obrotowej maszyny zarówno na wykresach trój- jak i dwuwymiarowych. Z wykresów tych odczytano parametry poszczególnych harmonicznych. Na ich podstawie przeprowadzono identyfikację pochodzenia tych harmonicznych jako współdziałanie okładu prądu stojana z indukcją magnetyczną w szczelinie powietrznej pochodzącą od wirnika. Zwrócono szczególną uwagę na wpływ nasycenia żelaza na te przebiegi.
EN
An induction motor model based on the finite elements method has been used in the calculation of the machine dynamics. Iron saturation and the current displacement phenomena have been considered by breaking the cage bars into partial bars. The bar skew has been taken into account by braking the entire machine into 7 elementary machines with straight but shifted against each other bars. So obtained torque and current values was subject to harmonic analysis. The torques and currents were split into harmonics. The frequencies of the dominant harmonics were shown as a function of the rotational speed of the motor.
PL
W artykule przedstawiono widma prądów stojana dla przykładowego wysokonapięciowego silnika asynchronicznego klatkowego z ekscentrycznością dynamiczną wirnika. Widma zostały wyznaczone numerycznie metodą bilansu harmonicznych, z uwzględnieniem nasycenia głównego obwodu magnetycznego. Nasycenie uwzględnia się przez lokalne deformacje geometrii szczeliny powietrznej w obszarach występowania maksymalnych wartości wypadkowego prądu magnesującego. Dla poprawności określenia stopnia ekscentryczności i umożliwienia wprowadzenia odpowiednich wskaźników ilościowych oceny widma prądu stojana, wyniki obliczeń zostały odniesione zarówno do pomiarów oraz do obliczeń nie uwzględniających skutków nasycenia.
EN
In the paper the mathematical modeling of induction motors with rotor eccentricities is applied to study of the effects in the stator currents caused by saturation of the main magnetic coil. The paper describes the way of calculating the winding inductances and the permeance function when taking into account the saturation effect for cases of rotor eccentricities. The chosen results of calculations are presented as the permeance functions and the stator currents in steady state for different values of the rotor relative eccentricity. The comparison of the computational results with measurement ones is given in the paper as well.
PL
W artykule przedstawiono wyższe harmoniczne prądów prętów wirnika silnika asynchronicznego w funkcji prędkości obrotowej. Do obliczeń tych zależności wykorzystano model 2.5D zbudowany za pomocą metody elementów skończonych. Przeprowadzono analizę harmonicznych. Otrzymane wyniki przedstawiono w funkcji prędkości obrotowej maszyny zarówno na wykresach trój- jak i dwuwymiarowych. Z wykresów tych odczytano parametry poszczególnych harmonicznych. Na ich podstawie dokonano identyfikacji pochodzenia tych harmonicznych jako współdziałanie okładu prądu stojana z indukcją magnetyczną w szczelinie powietrznej, pochodzącą od wirnika. Zwrócono szczególną uwagę na wpływ nasycenia żelaza oraz ekscentryczności wirnika na te przebiegi.
EN
Parasitic torque and rotor current harmonics as a function of the asynchronous motor rotational speed are presented in this paper. The analysis of torque and stator current harmonics has been performed with the computer simulation. The obtained results as a function of the electric motor speed are presented both on 2D and 3D graphs. The parameters for each particular harmonic have been found with these graphs. These graphs have enabled to identify the origins of these harmonics being the co-action of the stator current MMF and the magnetic induction from the rotor in the airgap. Particular attention has been paid to the problem of the iron saturation influence on these harmonics. The harmonics under study have been taken into consideration because they are present on the mentioned above graphs as a function of the speed. Their origin has been also indicated on the graphs made as an extension of the Kluszczynski analytic/graphic diagrams.
PL
W artykule określono funkcję jednostkowej permeancji zastępczej szczeliny powietrznej silnika asynchronicznego uwzględniającą nieliniowość głównego obwodu magnetycznego. Modyfikacja permeancji jednostkowej szczeliny polega na zmniejszaniu jej wartości w strefach nasycenia poprzez współczynnik nasycenia. Wyraża on stosunek permeancji wyznaczonej na podstawie geometrii szczeliny do permeancji wyznaczonej na podstawie rozkładu pola szczelinowego obliczonego MES. Proponowany algorytm wyznaczania rozkładu współczynnika nasycenia obejmuje również silniki o nierównomiernej szczelinie. Wyniki obliczeń wykonanych dla silnika asynchronicznego ilustrują wpływ ekscentryczności wirnika i nieliniowości obwodu magnetycznego na wartości współczynnika nasycenia. Można je wykorzystać w modelach obwodowych silników asynchronicznych.
EN
In the paper an air gap permeance function taking into account nonlinearity of a magnetic circuit has been defined and described. Modification of the linear permeance consists in reducing its values in saturation areas by the saturation coefficient. It expresses a ratio of the linear permeance to the nonlinear one calculated by FEM. The proposed algorithm of calculating the saturation coefficient distribution is also correct for motors with non-uniform air-gap. The results obtained for an asynchronous motor show the influence of the rotor eccentricity and magnetic circuit nonlinearity on the saturation coefficient values. They can be used in circuit models of asynchronous motors.
18
Content available remote Metoda wykrywania ekscentryczności wirnika w maszynach indukcyjnych
PL
Celem przedstawionej pracy jest przedstawienie metody analizy widma prądu polegającej na tworzeniu takich zbiorów harmonicznych i ich ocenie zarówno jakościowej, jak i ilościowej, a w efekcie postawienia diagnozy stanu ekscentryczności.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.