Ocena wybranych parametrów energetycznych modelowych silników prądu przemiennego małej mocy o różnych konstrukcjach wirnika

• Autorzy: Idziak P. , Barański M. , Łyskawiński W , Kowalski K.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of Selected Energy Performance of Low Power AC Motor with Different Rotor Structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule porównano parametry energetyczne dwóch silników: synchronicznego magnetoelektrycznego o rozruchu bezpośrednim (LSPMSM) oraz indukcyjnego klatkowego. W obu konstrukcjach wykorzystano stojan silnika indukcyjnego typu Sg 100L-4B o mocy 3 kW. W celu określenia możliwości polepszenia parametrów użytkowych silnika o magnesach trwałych porównano krzywe nagrzewania obu silników. Stwierdzono, że nawet wzrost momentu obciążenia LSPMSM o 20% ponad moment znamionowy silnika indukcyjnego, nie powoduje przekroczenia dopuszczalnej temperatury pracy magnesów. Dla obu konstrukcji zestawiono wyznaczone na podstawie pomiarów wartości: sprawności, współczynnika mocy i prądów silnika. Zbadano możliwość uzyskania znacznie większej mocy użytecznej silnika magnetoelektrycznego w stosunku do silnika indukcyjnego mającego te same gabaryty.

EN

In the paper a power parameters of a line start permanent magnet synchronous motor (LSPMSM) and squirrel-cage motor have been compared. The stator of 3kW induction motor, Sg 100L-4B, was used In both structures. In order to determine opportunities to increase engine performance parameters of LSPMSM the heating curves of both motors were compared. It was found that even after the load LSPMSM increase of 20% over the induction motor rated torque, does not exceed the allowable operating temperature magnets. Efficiency, power factor and current in the stator windings obtained during measurements for both structures have been presented. Particular attention was paid to the possibility to obtain much greater output power for LSPMSM than for induction motor of the same size.

Słowa kluczowe

PL

silnik synchroniczny magnetoelektryczny; silnik indukcyjny; moc; sprawność; właściwości cieplne

EN

permanent magnet synchronous motor; asynchronous motor; power; efficiency; thermal properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 4(100), cz. 2
• Strony: 53--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Idziak P.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3A

autor

Barański M.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3A

autor

Łyskawiński W

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3A

autor

Kowalski K.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, 60-965 Poznań, ul. Piotrowo 3A

Bibliografia

• [1] Antal L., Gwoździewicz M., Marciniak T., Antal M.: Badania skutków cieplnych zwarć zwojowych w uzwojeniach stojana silnika indukcyjnego. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej Nr 66, Wrocław 2012, s. 316-324.
• [2] Banach H.: Sprawność maksymalna indukcyjnego silnika pierścieniowego. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne nr 92, 2011, wyd. BOBRME Komel, s. 139-143.
• [3] 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, 2012,Vol. 6, No 5, pp. 357-363.
• [4] Barański M., Szeląg W., Jędryczka C., Mikołajewicz J., Łukaszewicz P.: Analiza i badanie silnika synchronicznego o rozruchu bezpośrednim i magnesach w wirniku rozłożonych w kształcie litery U. Przegląd Elektrotechniczny, R. 89, Nr 2b/2013 s. 107-111.
• [5] Boglietti A., Cavagnino A., Staton D., Shanel M., Mueller M., Mejuto C.: Evolution and Modern Approaches for Thermal Analysis of Electrical Machines, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 56, No. 3, March 2009, pp. 871-882.
• [6] Ding T., Takorabet N., Sargos F.M: Design and analysis of different line-start PM synchronous motors for oil-pump applications. IEEE Transactions on Magnetics, 2009, Vol. 45, No. 3, pp. 1816-1819.
• [7] Dzikowski A.: Zastosowanie silnika z magnesami trwałymi do napędu ciągnienia górniczego kombajnu ścianowego. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne nr 94, 2012, wyd. BOBRME Komel, s. 165-170.
• [8] Glinka T., Jakubiec M., Wieczorek A.: Wpływ rozwiązań konstrukcyjnych obwodu elektromagnetycznego na parametry silnika asynchronicznego synchronizowanego momentem reluktancyjnym. Wiadomości Elektrotechniczne, 2001, Nr 6, s. 234-237.
• [9] Fei. W., Luk K.P.C., Ma J., Shen J.X., Yang G.: A high-performance line-start permanent magnet synchronous motor amended from a small industrial three-phase induction motor. IEEE Transactions on Magnetics, 2009, Vol. 45, No. 1, pp. 4724-4727.
• [10] Figura R., Leszek Szychta L.: Estymacja sprawności silnika indukcyjnego klatkowego pracującego w zespole pompowym. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne nr 92, 2011, wyd. BOBRME Komel, s. 175-180.
• [11] Knight A.M., McClay C.I.: The design of highefficiency line-start motors. IEEE Transactions on Industry Applications, 2000, Vol. 36, No. 6, pp. 1555 -1562.
• [12] Mikołajewicz J.: Zjawiska cieplne w liniowych silnikach synchronicznych o magnesach trwałych. Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej Nr 62, Wrocław 2008, s. 301-306.
• [13] Miller T.J.E., Popescu M., Cossar C., McGilp M.I., Strappazzon G., Trivillin N., Santarossa R.: Line start permanent magnet motor: single-phase steady-state performance analysis. IEEE Transactions on Industry Applications, 2004, Vol. 40, No. 2, pp. 516-525.
• [14] Polnik B.: Silnik PMSM jako nowoczesny napęd w górniczych systemach transportowych. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne nr 94, 2012, wyd. BOBRME Komel, s. 81-86.
• [15] Skarrie H.: Design of powder core inductors. Lund University, Lund 2001.
• [16] Szulc Zb.: Ocena ilościowa efektywności energetycznej układów napędowych wirowych maszyn przepływowych dużych mocy. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne nr 91, 2011, wyd. BOBRME Komel, s. 195-198.
• [17] Szymczak P.: Analiza stanów cieplnych nieustalonych w silnikach indukcyjnych liniowych. Przegląd Elektrotechniczny, R. 86, Nr 6/2010, s. 179-183.
• [18] Wiśniewska-Weinert H., Leshchynsky V., Wendland J., Lisowski J.: Rozwój technologii metalurgii proszków. Stal Metale & Nowe Technologie, 2008, Nr 11-12, s. 52-59.
• [19] Wojciechowski R.M., Jędryczka C., Łukaszewicz P., Kapelski D.: Analysis of high Speer permanent magnet motor with powder core material. COMPEL, 2012, Vol. 31, No. 5, pp. 1528-1540.
• [20] www.magnesy-neodymowe.pl
• [21] Zalas P., Kisielewski P.: Zastosowanie magnesów trwałych w silnikach elektrycznych małej mocy. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne nr 91, 2011, wyd. BOBRME Komel, s. 109-112.
• [22] Zawilak T., Antal L.: Porównanie silnika indukcyjnego oraz synchronicznego z magnesami trwałymi i rozruchem bezpośrednim – badania eksperymentalne. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne nr 77, 2007, wyd. BOBRME Komel, s. 277-282.
• [23] Zieliński W.G.: Porównanie wskaźników energetycznych przy energooszczędnej pracy silnika klatkowego, realizowanej przez skokową regulacjęnapięcia. Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne nr 91, 2011, wyd. BOBRME Komel, s. 187-190.