Application of orthogonal dq components and positive/negative sequence components in simutation of induction motor with an asymmetrical start-up system

• Autorzy: Patyk A. , Kajstura K.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie składowych ortogonalnych dq i składowych symetrycznych zgodnych/przeciwnych do modelowania silnika indukcyjnego z niesymetrycznym układem rozruchowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Description of an induction machine with asymmetrical starting system in a rotor short-circuited in a cycle: symmetric step, two asymmetric steps, is presented. Physical equations were transformed by introducing for stator an orthogonal axis system co-rotating with the rotor. Two types of motor models with asymmetric resistor starter were presented, for transient and steady-state simulation. In the latter case, additional dependences were introduced, which enable to determine positive and negative sequence components of rotor current, stator currents induced by counter-rotating rotor fields as well as torque components with oscillating torque amplitude. Short-circuiting of neutral points of the winding and the starter was significant assumption in formulation of equations of the rotor with asymmetrical resistor starter. This way a zero sequence component was introduced to phase currents. Taking into account idealising assumptions as infinite magnetic permeability of magnetic core and mono-harmonic field distribution, the zero sequence component doesn't influence the electromagnetic torque. The physical rotor currents are obtained by deducting the zero sequence component from computed currents. As an example, results of start simulation (static characteristic) of 1000 kW motor are shown. Real rotor phase currents arc compared to currents which result from adopting so called equivalent resistance of asymmetric steps.

PL

Przedstawiono opis silnika indukcyjnego z niesymetrycznym układem rozruchowym w wirniku zwieranym w cyklu: stopień symetryczny, dwa stopnie niesymetryczne. Fizyczne równania poddano transformacji wprowadzając dla stojana układ ortogonalnych osi wirujący współbieżnie z wirnikiem. Przedstawiono dwa rodzaje modeli silnika z niesymetrycznym układem rezystorowym: do symulacji stanów przejściowych i do obliczeń charakterystyk statycznych. W tym drugim wyprowadzono dodatkowe zależności, które pozwalają wyznaczyć składową zgodną i przeciwną prądu wirnika, prądy indukowane w stojanie przez pole przeciwbieżne wirnika oraz składowe momentu obrotowego łącznie z amplitudą momentu pulsującego. Istotnym założeniem przyjętym podczas formułowania równań wirnika z niesymetrycznym układem rozruchowym jest zwarcie punktów zerowych uzwojenia i rozrusznika. Wprowadzono składową zerową do prądów fazowych. Składowa ta z uwagi na założenia idealizujące, jak nieskończenie duża przenikalność magnetyczna megnetowodu i monoharmoniczny rozkład pola, nie ma wpływu na moment elektromagnetyczny. Fizyczne prądy wirnika otrzymano pomniejszając prądy obliczeniowe o składową zerową. Jako przykład przedstawiono wyniki symulacji rozruchu (charakterystyki statyczne) silnika o mocy 1000 kW. Porównano między innymi rzeczywiste prądy fazowe wirnika z prądami jakie będą w wirniku z rezystancją symetryczną.

Słowa kluczowe

EN

asynchronous motor; simulation; asymmetrical start-up system

PL

silnik asynchroniczny; symulacja; układ rozruchowy niesymetryczny

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 57, nr 1
• Strony: 69--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Patyk A.

autor

Kajstura K.

• Faculty of Mechanical Engineering and Computer Sciences, University of Bielsko-Biała,

Bibliografia

• 1. Kędzior W., Patyk A.: Analiza rozruchu silników asynchronicznych z zastosowaniem asymetrii rezystancji w obwodzie wirnika (Analysis of asynchronous motor starting with asymmetry in rotor circuit - in Polish), Instytut Układów Elektromaszynowych Politechnika Wrocławska, seria SPR, No 36, 1980.
• 2. Patyk A.: Zagadnienia matematycznego modelowania silnika asynchronicznego z niesymetrią zewnętrzną w obwodzie wirnika (Mathematical model problems of asynchronous motor with external asymmetry in rotor circuit - in Polish), Rozprawy Elektrotechniczne, Vol. XXIX, No 2, 1983.
• 3. Patyk A.: Application of forward/backward components to the analysis of failure States of the squirrel-cage motor, Part 1, The theory, Part 2, Calculations of current distribution in squirrel-cage and the stator and the components of the electromagnetic moment, Archiv für Elektrotechnik, 69, 1986.
• 4. Patyk A., Ogiński A.L.: Application of the elementary layer's method in simulation transients in a single-phase motor, Acta Technika, CSAV, 47, 2002.
• 5. Puchała A.: Dynamika maszyn i układów elektromechanicznych (The dynamics of machines and electromechanical systems - in Polish), PWN, Warszawa 1977.