Design of premium efficiency (IE3) induction motors using evolutionary optimization and scaling laws

• Autorzy: Žarko D. , Frljić S. , Stipetić S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.12.46

Warianty tytułu

PL

Projektowanie silników indukcyjnych w standardzie IE3 za pomocą optymalizacji ewolucyjnej i praw skalowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a method for optimal design of premium efficiency (IE3) squirrel-cage induction motor by utilizing radial scaling, axial scaling and rewinding of an existing 4 kW 4-pole high efficiency (IE2) motor. The scaling factors are defined for all parameters of the equivalent circuit and consider the influence of saturation on main and leakage inductances in all operating points. The optimal scaling factors are determined using Differential evolution optimization algorithm with minimum volume of iron stack defined as a cost function.

PL

W artykule zaprezentowano metodę optymalnego projektowania silnika indukcyjnego klatkowego w standardzie IE3 poprzez wykorzystanie skalowania promieniowego, osiowego oraz przezwojenia istniejącego silnika czterobiegunowego o mocy 4 kW w standardzie IE2. Współczynniki skalowania zdefiniowane zostały dla wszystkich parametrów obwodu zastępczego. Został rozważony wpływ nasycenia na indukcyjności: główną I rozproszenia we wszystkich punktach działania. Optymalne współczynniki skalowania są określone za pomocą algorytmu optymalizacyjnego ewolucji różniczkowej z minimalną objętością ferromagnetyka zdefiniowaną jako funkcja kosztu.

Słowa kluczowe

EN

induction motor; scaling laws; optimization

PL

silnik indukcyjny; prawo skalowania; optymalizacja

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 12
• Strony: 181--184
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Žarko D.

• University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing, Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

autor

Frljić S.

• University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing, Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

autor

Stipetić S.

• University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing, Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

Bibliografia

• [1] R. Saidur, A review on electrical motors energy use and energy savings, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14 (2010), 877–898
• [2] IEC 60034-30 Ed. 1 (2008): Rotating electrical machines - Part 30: Efficiency classes of single speed, three phase, cageinduction motors (IE code)
• [3] L. Alberti, N. Bianchi, A. Boglietti, A. Cavagnino, Core Axial Lengthening as Effective Solution to Improve the Induction Motor Efficiency Classes, IEEE Transactions on Industry Applications, 50 (Jan.-Feb. 2014.), No. 1, 218-225
• [4] J. C. H. Bone, Influence of Rotor Diameter and Length on the Rating Of Induction Motors, IEE Journal On Electric Power Applications 1 (Feb. 1978), No. 1, 2-6
• [5] S. Stipetic, D. Zarko, M. Popescu, Ultra-fast axial and radial scaling of synchronous permanent magnet machines, IET Electric Power Applications, 2016, Available Online, DOI:10.1049/iet-epa.2016.0014
• [6] J. Pyrhönen, T. Jokinen, V. Hrabovcová, Design of Rotating Electrical Machines, John Wiley & Sons 2014
• [7] H. M. Norman, Induction motor locked saturation curves, Trans. AIEE, 53 (1934), 536-541
• [8] I. Boldea, S.A. Nasar, The Induction Machine Handbook, CRC Press LLC 2002