Determination of parameters of a high-speed induction motor using the field-circuit and analytical method

• Autorzy: Dems M. , Komęza K.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie strat w rdzeniu wysokoobrotowego silnika indukcyjnego w stanie jałowym i podczas obciążenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the field-circuit and circuit modelling of the no-load and load losses in the core of high-speed induction motor. The machine parameters and load characteristics are calculated at supply frequencies of 50, 100 and 200 Hz. In the field-circuit approach the distribution and changes of magnetic flux density in the motor are computed using a time-stepping finite element method. The Discrete Fourier Transform is used to analyze the magnetic flux density waveforms in each element of the motor model. The influence of load condition on core losses has been observed. The results are compared with measurements.

PL

W artykule przedstawiono modelowanie obwodowo-polowe i obwodowe strat w rdzeniu wysokoobrotowego silnika indukcyjnego w stanie jałowym i podczas obciążenia. Parametry i charakterystyki obciążeniowe zostały obliczone przy częstotliwości napięcia zasilającego 50, 100 i 200 Hz. Rozkład pola magnetycznego w silniku obliczono z wykorzystaniem time-stepping metody elementów skończonych. Do analizy strumienia magnetycznego w każdym elemencie modelu silnika wykorzystano dyskretna transformatę Fouriera. Pokazano wpływ obciążenia na straty w rdzeniu silnika. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów.

Słowa kluczowe

EN

induction motors; core losses; finite element method; circuit modelling; electrical technology; electrical power engineering

PL

silnik indukcyjny; straty w rdzeniu; metoda elementów skończonych; modelowanie obwodowe; elektrotechnika; elektroenergetyka

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 87, nr 12a
• Strony: 215--219
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., tabl., wykr.

Twórcy

autor

Dems M.

autor

Komęza K.

• Technical University of Lodz, Institute of Mechatronics and Information Systems, ul. Stefanowskiego 18/22 90-924 Lodz, Poland,

Bibliografia

• [1] D. Ionel, M. Popescu, C. Cossar, M.I. McGilp, A. Boglietti, A. Cavagnino, “A General Model of the Laminated Steel Losses in Electric Motors with PWM Voltage Supply”, in Industry Applications Society Annual Meeting 2008, pp. 1-7.
• [2] M. Dems M., K. Komęza, J Szulakowski., “No-Load Curves of the High-Speed Small Size Induction Motor”, ZP-ME, vol. 82, pp. 239-245 Katowice, Poland, 2009,
• [3] Komęza K., Dems M., Szulakowski J.: Advanced Computer Modelling of no-load curves of the high-speed small size induction motors, Electrical Review, R.86 Nr 5/2010, pp. 152- 155.
• [4] A. Tessarolo, F. Luise, “A finite element approach to harmonic core loss prediction in VSI-fed induction motor drives” in International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion SPEEDAM 2008, pp. 1309–1314.
• [5] E. Dlala, A. Belahcen, J. Pippuri, A. Arkkio, “Interdependence of Hysteresis and Eddy-Current Losses in Laminated Magnetic Cores of Electrical Machines”, IEEE Trans. on Mag., Vol. 46 , Issue 2,pp. 306–309, 2010.
• [6] E. Dlala, “Comparison of Models for Estimating Magnetic Core Losses in Electrical Machines Using the Finite-Element Method”, IEEE Trans. on Mag., vol. 45, issue 2, part 1, pp. 716 – 725, Feb. 2009.
• [7] A. Belahcen, A. Arkkio, “Comprehensive Dynamic Loss Model of Electrical Steel Applied to FE Simulation of Electrical Machines”, IEEE Trans. on Mag., Vol.44 , Issue 6, pp. 886 - 889, 2008.
• [8] S.O.Kwon, J.J. Lee, B.H. Lee, J.H. Kim, K.H. Ha, J.P. Hong, “Loss Distribution of Three-Phase Induction Motor and BLDC Motor According to Core Materials and Operating”, IEEE Trans. on Mag., Vol. 45 , Issue 10, pp. 4740–4743, 2009.
• [9] J. G. Zhu, V. S. Ramsden, “Improved formulations for rotational core losses in rotating electrical machines”, IEEE Trans. Magn., 34, pp. 2234–2242, 1998.
• [10] L. Yujing, S. K. Kashif, A. M. Sohail, “Engineering considerations on additional iron losses”, Proc. 18th International Conference on Electrical Machines ICEM 2008, pp. 1-4.
• [11] T. Śliwiński, “The methods of the induction motors calculation”, PWN, Warszawa, Poland, 2008, p.324 (in polish)
• [12] Piepenbreier B., Taegen F., “Surface losses in cage induction motors” in Proc. Beijing International Conference on Electrical Machines, China Academic Publishers, Book I, pp. 326-329, 1987.
• [13] Dems M., Rutkowski Z., Computer program STAT_WIN_F v.2 “Electromagnetical calculation of high-speed induction motor” Computer programs library of Institute of Mechatronics and Information Systems, Technical University of Lodz, Poland, 2010