Non-linear permeance function of magnetic circuit in on asynchronous motor with rotor eccentricity

• Autorzy: Warzecha A. , Węgiel T. , Weinreb K. , Sułowicz M.

Warianty tytułu

PL

Funkcja nieliniowej permeancji obwodu magnetycznego silnika asynchronicznego z ekscentrycznością wirnika

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

EN

asynchronous machines; eccentricity of rotor; saturation coefficient; unitary permeance of magnetic circuit

PL

maszyny asynchroniczne; ekscentryczność wirnika; współczynnik nasycenia; permeancja jednostkowa obwodu magnetycznego

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 102, z. 5-E
• Strony: 87--99
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Warzecha A.

• Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, Politechnika Krakowska

autor

Węgiel T.

• Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, Politechnika Krakowska

autor

Weinreb K.

• Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, Politechnika Krakowska

autor

Sułowicz M.

• Instytut Elektromechanicznych Przemian Energii, Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Dąbrowski M., Pola i obwody magnetyczne maszyn elektrycznych (Field and magnetic circuit in electrical machines - in Polish), WNT, Warszawa 1971.
• [2] Sobczyk T.J., Drozdowski P., Inductances of electrical machine winding with a non-uniform air-gap, Archiv für Elektrotechnik, Vol. 76, 1993, 213-218.
• [3] Sobczyk T.J., An Energy-Based Approach to Modelling the Magnetic Non-Linearity in AC Machines, Part II - General equations of AC machines accounting for saturation due to the main MMF harmonic, Archives of Electrical Engineering, Vol. 48, 1999, Bull., 3, PWN, Warszawa, 279-294.
• [4] Warzecha A., Wyznaczanie efektów nasyceniowych w silniku asynchronicznym na podstawie obliczeń polowych (Field calculation of saturation effects in asynchronous motor - in Polish), Sympozjum Maszyn Elektrycznych SME 2000, Modelowanie maszyn elektrycznych, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej z. 50, seria Studia i Materiały nr 22, Wrocław 2000, 198-206.
• [5] Węgiel T., Weinreb K., Sułowicz M., Wpływ harmonicznych żłobkowych przewodności na kształt widma prądu stojana w maszynie indukcyjnej z ekscentrycznym wirnikiem (Influence ofslot harmonics on spectrum of stator current for induction machine with rotor eccentricities - in Polish), Sympozjum Maszyn Elektrycznych SME 2000, Modelowanie maszyn elektrycznych, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej z. 50, seria Studia i Materiały nr 22, Wrocław 2000, 237-244.
• [6] Warzecha A., Weinreb K.,Węgiel T., Modyfikacja funkcji permeancji szczeliny powietrznej uwzględniająca efekty nasyceniowe w silniku asynchronicznym z ekscentrycznością wirnika (Modification of air-gap permeance function taking into account saturation effects in asynchronous motor with rotor eccentricity - in Polish). Sympozjum Maszyn Elektrycznych SME 2001, Zeszyt Naukowy Politechniki Śląskiej, Elektryka 177, Gliwice 2001, 113-120.