Wpływ wahań napięcia na obciążenia cieplne silnika indukcyjnego - badania wstępne

• Autorzy: Gnaciński P. , Pepliński M.

Warianty tytułu

EN

Influence of voltage fluctuations on thermal loads of induction machine - preliminary investigations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z zaburzeń jakości energii elektrycznej są wahania napięcia. Definiuje się jako serie zmian wartości skutecznej lub obwiedni przebiegu czasowego napięcia. Cykliczne wahania napięcia można rozpatrywać jako złożenie subharmonicznych i interharmonicznych napięcia, tj. składowych o częstotliwościach mniejszych od składowej podstawowej i odpowiednio składowych o częstotliwościach większych od częstotliwości harmonicznej podstawowej, nie będących jej całkowitymi wielokrotnościami. Subharmoniczne i interharmoniczne występujące w napięciu zasilającym silnika powodują przepływ przez uzwojenia dodatkowych składowych prądu. Ze względu na swoje niskie częstotliwości subharmoniczne i interharmoniczne prądu są znacznie gorzej tłumione przez uzwojenia niż wyższe harmoniczne prądu. Nawet pozornie niewielka zawartość subharmonicznych w napięciu zasilającym może powodować przepływ przez uzwojenia subharmonicznej prądu o znacznych nieraz wartościach. W konsekwencji, wahania napięcia zasilania silnika mogą spowodować znaczący wzrost strat w maszynie i przegrzanie uzwojeń. W referacie przedstawiono wstępne wyniki badań eksperymentalnych wpływu wahań napięcia na rozkład temperatury w silniku indukcyjnym klatkowym małej mocy.

EN

One of power quality disturbances are voltage fluctuations, defined as series of changes of voltage rms value or envelope of voltage waveform. Cyclic voltage fluctuations can be considered as superposition of subharmonics and interharmonics - components of frequency not being an integer multiple of the fundamental one, respectively lower or higher than the fundamental frequency. Supply with voltage containing subharmonics and interharmonics causes flow of additional windings current components that are comparatively weekly suppressed because its low frequency. Even apparently inconsiderable subharmonic content in the supply voltage may lead to windings current subharmonics of significant value. Consequently, voltage fluctuations may lead to considerable increase power losses inside a machine and overheating of windings. The paper deals with preliminary experimental investigations of influence of voltage fluctuations on temperature distribution in a low-power induction cage machine.

Słowa kluczowe

PL

silnik indukcyjny; wahania napięcia subharmoniczne; temperatura

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 66, nr 32, t. 2
• Strony: 288--293
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Gnaciński P.

autor

Pepliński M.

• Akademia Morska, Gdynia, ul. Morska 81-87,

Bibliografia

• [1] de ABREU J.P.G., EMANUEL A.E., Induction motor thermal aging caused by voltage distortion and im-balance: loss of useful life and its estimated costs, IEEE Transactions on Industry Applications, January/February 2002, Vol. 38, 12–20.
• [2] BAPTISTA J., GONC J., SOARES S., VALENTE A., MORAIS R., BULAS-CRUZ J., MANUEL J.C.S., Reis Induction motor response to periodical voltage fluctuations, XIX International Conference on Electrical Machines, ICEM, Rome 2010.
• [3] BUCCI G., FIORUCCI E., OMETTO A., ROTONDALE N., The Evaluation of the Effects of the Voltage Amplitude Modulations on Induction Motors, IEEE Power Tech Conference, Russia, 27–30 June 2005.
• [4] FUCHS E.F., ROESLER D.J., MASOUM M.A.S., Are harmonics recommendations according to IEEE and IEC too restrictive?, IEEE Transactions on Power Delivery, October 2004, Vol. 19, No. 4, 1775–1786.
• [5] GALLO D., LANDI C., LANGELLA R., TESTA A., Limits for Low Frequency Interharmonic Voltages: can They be Based on the Flickermeter Use, IEEE Power Tech Conference, Russia, 27–30 June 2005.
• [6] GNACIŃSKI P., Wybrane zagadnienia wpływu jakości energii elektrycznej na obciążenia cieplne silników indukcyjnych klatkowych małej mocy, Wydawnictwo Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia 2009.
• [7] GNACIŃSKI P., PEPLIŃSKI M., SZWEDA M., Badanie silnika indukcyjnego zasilanego napięciem zawierającym składowe subharmoniczne, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni.
• [8] GNACIŃSKI P., PEPLIŃSKI M., SZWEDA M., Silnik indukcyjny zasilany napięciem zawierającym składowe interharmoniczne, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, nr 88/2010, 175– 180, Katowice 2010.
• [9] GNACIŃSKI P., PEPLIŃSKI M., SZWEDA M., The effect of subharmonics on induction machine heating, Proc. of 13th International Power Electronics and Motion Control Conference EPE-PEMC 2008, Poznań, 1–3 września 2008, 826–829.
• [10] GNACIŃSKI P., PEPLIŃSKI M., SZWEDA M., The effect of subharmonics on the flux in an induction cage machine, Proc. of 5th International Workshop Compatibility in Power Electronics CPE’07, Gdańsk–Jelitkowo, 29 maja–1 czerwca 2007, (CD-ROM).
• [11] GNACIŃSKI P., PEPLIŃSKI M., SZWEDA M., Wpływ interharmonicznych na obciążenie cieplne silnika indukcyjnego, Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej, nr 178A, Gdynia 2009, 99–104,
• [12] GNACIŃSKI P., PEPLIŃSKI M., SZWEDA M., Wpływ podharmonicznych na obciążenie cieplne silnika indukcyjnego, Zeszyty Problemowe, Maszyny Elektryczne, nr 84/2009, Katowice 2009, 97–101.
• [13] HANZELKA Z., Wahania napięcia, Automatyka – Elektryka – Zakłócenia, nr 5/2011, www.elektro innowacje.pl
• [14] JARDAN R.K., STUMPF P., BARTAL P., VARGA Z., NAGY I., A Novel Approach in Studying the Effects of Subharmonics on Ultrahigh-Speed AC Motor Drives, IEEE Transaction on Industrial Electronics, April 2011, Vol. 58, No. 4, 1274–1281.
• [15] KANELLOS F.D., HATZIARGYRIOU N.D., The Effect of Variable-Speed Wind Turbines on the Operation of Weak Distribution Networks, IEEE Transaction on Energy Conversion, December 2002, Vol. 17, No. 4, 543–548.
• [16] KUCZMA P., Wahania napięcia w sieci rozdzieczej jako wynik oddziaływań odbiorników niespokojnych oraz generacji rozproszonej, Prace Instytutu Elektrotechniki, zeszyt 243, 2009.
• [17] TENNAKOON S., PERERA S., ROBINSON D., Flicker attenuation – Part I: Response of threephase induction motors to regular voltage fluctuations, IEEE Transactions on Power Delivery, April 2008, Vol. 23, No. 2, 1207–1214.
• [18] WICZYŃSKI G., Analysis of Voltage Fluctuations in Power Networks, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, November 2008, Vol. 57, No. 11, 2655–2664.