Analiza porównawcza silników indukcyjnego klatkowego i synchronicznego reluktancyjnego o rozruchu własnym

• Autorzy: Grycmacher Mateusz , Łyskawiński Wiesław , Szaląg Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-0737.2019.99.0008

Warianty tytułu

EN

Comparative analysis of squirrel-cage induction and line start synchronous reluctance motors

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (15-16.04.2019 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące opracowania taniego silnika synchronicznego reluktancyjnego o rozruchu bezpośrednim na bazie podzespołów masowo produkowanego trójfazowego silnika indukcyjnego klatkowego małej mocy. Dążono przy tym do takiej modyfikacji struktury wirnika klatkowego, dla której uzyskuje się najlepsze parametry funkcjonalne, charakteryzujące stan pracy ustalony silnika reluktancyjnego, przy jednoczesnym spełnieniu wymagań dodatkowych dotyczących rozruchu asynchronicznego. W obliczeniach projektowo-optymalizacyjnych silnika reluktancyjnego posłużono się polowo-obwodowym modelem zjawisk maszyny opracowanym w programie MagNet. Przeprowadzono badania laboratoryjne zaprojektowanego i zbudowanego prototypu silnika reluktancyjnego, a uzyskane wyniki porównano z rezultatami badań silnika indukcyjnego klatkowego. Podano wnioski wynikające z analizy porównawczej silników klatkowego i reluktancyjnego oraz przedstawiono propozycje dalszych prac.

EN

The article presents research on the development of a line start synchronous reluctance motor. To reduce production costs, the use of subassemblies of the mass-produced low-power cage motor has been proposed. The aim was to modify the cage rotor structure for which the best functional parameters of the synchronous reluctance motor are obtained. In addition, it was necessary to meet the requirements related to the line start of reluctance motor. In the design and optimization calculations of the reluctance motor, a field-circuit machine numerical model developed in the MagNet software has been used. Laboratory tests of the designed and constructed prototype of the reluctance motor have been carried out, and the obtained results have been compared with the results of measurements of the squirrel-cage motor. Conclusions resulting from the comparative analysis of the squirrel-cage and the synchronous reluctance motors have been given and proposals for further work have been presented.

Słowa kluczowe

PL

silniki synchroniczne reluktancyjne; rozruch bezpośredni; analiza; projektowanie; badania eksperymentalne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2019
• Tom: No. 99
• Strony: 85--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Grycmacher Mateusz

• Politechnika Poznańska

autor

Łyskawiński Wiesław

• Politechnika Poznańska

autor

Szaląg Wojciech

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Abramenko V., Petrov I., Pyrhönen J., Analysis of damper winding designs for direct-on-line synchronous reluctance motor, 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON 2017), pp. 1802–1809, IEEE, October 2017, DOI: 10.1109/IECON.2017.8216305.
• [2] Aguba V., Muteba M., Nicolae D.V., Transient analysis of a start-up synchronous reluctance motor with symmetrical distributed rotor cage bars, AFRICON 2017, pp. 1290–1295, IEEE, September 2017.
• [3] Barański M., Szelag W., Jedryczka C., Influence of temperature on partial demagnetization of the permanent magnets during starting process of line start permanent magnet synchronous motor, International Symposium on Electrical Machines (SME 2017), pp. 1–6, IEEE Xplore: 27 July 2017, DOI: 10.1109/ISEM. 2017.7993535.
• [4] Damm Z., Jednofazowy silnik synchroniczny reluktancyjny z rozruchem asynchronicznym, Maszyny Elektryczne: Zeszyty Problemowe, No. 80, pp. 35–38, 2008.
• [5] Gamba M., Armando E., Pellegrino G., Vagati A., Janjic B., Schaab J., Line-start synchronous reluctance motors: Design guidelines and testing via active inertia emulation, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE2015), pp. 4820–4827, IEEE, September 2015, DOI: 10.1109/ECCE.2015.7310340.
• [6] Huang P.W., Tsai M.C., Jiang I.H., 3-D Structure Line-Start Synchronous Reluctance Motor Design Based on Selective Laser Melting of 3-D Printing, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 54, No 11, pp. 1–4, November 2018. DOI: 10.1109/TMAG.2018.2849710.
• [7] Jędryczka C., Knypiński Ł., Demenko A., Sykulski J.K., Methodology for cage shape optimization of a permanent magnet synchronous motor under line start conditions, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 54, no. 3, pp. 1–4, March 2018, doi: 10.1109/TMAG.2017.2764680.
• [8] Kersten A., Efficiency Investigation of Line Start Synchronous Reluctance Motors, Göteborg 2017.
• [9] Kim W.H., Kim K.S., Kim S.J., Kang D.W., Go S.C., Chun Y.D., Lee J., Optimal PM design of PMA-SynRM for wide constant-power operation and torque ripple reduction. IEEE Trans. Magn. Vol. 45, No. 10, pp. 4660–4663, 2009.
• [10] Knypiński Ł., Nowak L., Jędryczka C., Optimization of the rotor geometry of the line-start permanent magnet synchronous motor by the use of particle swarm optimization, COMPEL – The International Journal For Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, Vol. 34, No. 3, pp. 882–892, 2015.
• [11] Kolehmainen J., Synchronous reluctance motor with form blocked rotor, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 25, No. 2, pp. 450–456, 2010.
• [12] Krause P., Wasynczuk O., Sudhoff S., Pekarek S., Analysis of electric machinery and drive systems, Third Edition, IEEE Press Wiley 2013.
• [13] Krawczyk D., Badania symulacyjne silnika asynchronicznego synchronizowanego momentem reluktancyjnym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, No. 63, pp. 1–9, 2009.
• [14] Łyskawiński W., Jędryczka C., Szeląg W., Influence of magnet and cage shape on properties of the line start synchronous motor with powder hybrid rotor, International Symposium on Electrical Machines (SME 2017), pp. 1–6, IEEE July 2017, DOI: 10.1109/ISEM.2017.7993556.
• [15] Smółka K., Gmyrek Z., Dynamics of the line-start reluctance motor with SMC rotor, 18th International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering (ISEF 2017), Book of Abstracts, pp. 1–2, IEEE, September 2017, DOI: 10.1109/ISEF.2017.8090671.
• [16] Šebest M., Hrabovcová V., Makyš P., Optimization of the reluctance synchronous motor with barriers rotor, ELEKTRO 2016, pp. 374–378, IEEE July 2016, DOI: 10.1109/ELEKTRO.2016.7512100.
• [17] Tang K., Zhou L., Wang J., Xiao Y., Wang S., Rotor design and optimization of the single-phase line-start synchronous reluctance motor, 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS 2017), pp. 1–4, IEEE, August 2017, DOI: 10.1109/ICEMS.2017.8056082.
• [18] Zhang Z.Y., Jhong K.J., Cheng C.W., Huang P.W., Tsai M.C., Lee W.H., Metal 3D printing of synchronous reluctance motor, International Conference on Industrial Technology (ICIT 2016), pp. 1125–1128, IEEE, March 2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).