Electrothermal analysis of start-up process in the squirrel cage induction motor using FEM

• Autorzy: Barański M.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.254.6053

Warianty tytułu

PL

Polowo-obwodowa analiza zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych podczas rozruchu silnika indukcyjnego małej mocy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a special algorithm and software for the analysis of coupled electromagnetic-thermal phenomena in a squirrel cage induction motor. In the proposed model the nonlinearity of the magnetic circuit, the movement of the rotor, the skewed slots and the influence of temperature on electrical and thermal properties of the materials have been taken into account. In order to verify the developed algorithm and software, the startup process of the motor has been examined, among others. The results of computations have been compared to the measurements.

PL

W artykule przedstawiono opracowany przez autora algorytm i oprogramowanie do analizy sprzężonych zjawisk elektromagnetycznych i cieplnych w silniku indukcyjnym klatkowym, Sg 100L-4B o mocy 3 kW. W opracowanym modelu zjawisk uwzględniono nieliniowość obwodu magnetycznego, ruch wirnika, skoszenie żłobków oraz wpływ temperatury na właściwości elektryczne i termiczne materiałów. W celu weryfikacji opracowanego algorytmu i oprogramowania przeprowadzono badania laboratoryjne. Przeprowadzono rozruch silnika indukcyjnego obciążonego momentem wynoszącym 12 Nm.

Słowa kluczowe

EN

electromagnetic field; thermal field; squirrel cage motor; FE method

PL

zjawiska elektromagnetyczne; zjawiska cieplne; silnik indukcyjny klatkowy; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 2-E
• Strony: 151--160
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wz., il., wykr.

Twórcy

autor

Barański M.

• Electrical Machines and Mechatronics, Poznan University of Technology

Bibliografia

• [1] Barański M., Szeląg W., Finite element analysis of transient electromagnetic-thermal phenomena in a squirrel cage motor working at cryogenic temperature. IET Science Measurement and Technology, Vol. 6, No 5, 2012, 1–7.
• [2] Hameyer K., Driesen J., De Gersem H., Belmans R., The classification of coupled field problems, IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 35, No. 3, 1999, 1618–1621.
• [3] Driesen J., Coupled electromagnetic-thermal problems in electrical energy transducers, Katholieke Universiteit Leuven, 2000.
• [4] Kral Ch., Haumer A., Haigis M., Lang H., Kapeller H., Comparison of a CFD Analysis and a Thermal Equivalent Circuit Model of a TEFC Induction Machine With Measurements”, IEEE Transactions On Energy Conversion, Vol. 24, No. 4, 2009, 809 – 818.
• [5] Staton D., Hawkins D., Popescu M., Motor-CAD Software for Thermal Analysis of Electrical Motors – Links to Electromagnetic and Drive Simulation Models, CWIEME, Berlin, June 2010.
• [6] Pechanek R., Kindl V., Skala B., Transient thermal analysis of small squirrel cage motor through coupled fea, MM Science Journal, Vol. 03, 2015, 560–563.
• [7] Barański. M., FE analysis of current displacement phenomena in a squirrel cage motor working at cryogenic temperature, Archives of Electrical Engineering, Vol. 63, Issue 2, 2014, 139 –147.
• [8] Barański M., Demenko A., Łyskawiński W., Szeląg W., Finite element analysis of transient electromagnetic-thermal phenomena in a squirrel cage motor, COMPEL – The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, Vol. 30, No. 3, 2011, 832–840.
• [9] Arkkio A., Analysis of induction motors based on the numerical solution of the magnetic field and circuit equations, PhD thesis Acta Polytechnica Scandinava, Electr. Eng. Series No. 59, Laboratory of Electromechanics, Helsinki University of Technology, Helsinki 1987.
• [10] Martinez J., Belahcen A., Arkkio A., A 2D FEM model for transient and fault analysis of induction machines, Przeglad Elektrotechniczny, R. 88, Nr 7b, 2012, 157–160.