Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Straty mocy przełączalnego silnika reluktancyjnego

Wciślik M., Suchenia K.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2017

|

Nr 1 (113)

155--160

PL

W pracy przeprowadzono analizę modelu strat mocy w przełączalnym silniku reluktancyjnym (SR). W tym celu zbudowano stanowisko wykorzystujące system do badania zgodności CTS Profline 2100. Pomiary przeprowadzono dla silnika jednofazowego z jedną parą biegunów stojana i wirnika oraz dla silnika trójfazowego wykorzystującego stojan silnika indukcyjnego i wirnika z jedną parą biegunów. Na podstawie pomiarów przeprowadzono analizę modelu strat w żelazie jako funkcji kąta obrotu wirnika. Przyjęto, że straty w żelazie modelowane są jako straty w dodatkowym uzwojeniu. Przeprowadzono analizę relacji między indukcyjnością i rezystancją zastępczą silnika, zmierzoną dla przyjętego modelu. Badania jednofazowego SR przeprowadzono dla wirników wykonanych z blach oraz z litej stali. Badania trójfazowego SR przeprowadzono dla wirników wykonanych z kompozytów, blach elektrotechnicznych, ferrytu i litej stali miękkiej. Przedstawiono i porównano otrzymane charakterystyki indukcyjności i strat w funkcji kąta obrotu dla danych materiałów. Zależność rezystancji i indukcyjności silnika wyznaczano eksperymentalnie zasilając uzwojenia napięciem przemiennym 50Hz.

EN

The paper deals with the analysis of the power losses in the switched reluctance motor (SR). To identify the parameters the test bench containing the compliance testing system CTS Profline 2100 was used. For a single-phase motor with one pair of stator and rotor poles, as well as for three-phase motor using the stator of the induction motor and the rotor with one pair of poles of the measurements were carried out. Based on measurements, analysis of the iron losses was performed. These losses depend on the rotation angle of the rotor. Model of iron losses taken as losses in the additional winding. Analysis of the relationship between the equivalent inductance and resistance of the motor measured and specified for the model was carried out. The study of single-phase SR for rotors made of magnetic steel sheets and solid steel was carried out. The threephase SR was studied for rotors made of composites, magnetic steel sheets, solid steel and ferrite. The dependence of inductance and losses in function of the rotation angle for these materials are presented and compared. The identification of the motor electric parameters as a function of the rotation angle of the rotor was carried out using AC 50 Hz voltage source.

2

Modelowanie strat magnetycznych przełączalnego silnika reluktancyjnego

Wciślik M., Suchenia K.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2016

|

Z. 272

131--144

PL

W pracy przedstawiano model matematyczny przełączalnego silnika reluktancyjnego wykorzystującego stojan trójfazowego silnika indukcyjnego. Parametry tego modelu określano eksperymentalnie. Uzwojenie jednej z faz silnika zasilano napięciem przemiennym o różnych częstotliwościach. Na podstawie pomiarów prądu i napięć wyznaczano zastępczą rezystancję i indukcyjność poszczególnych uzwojeń silnika wykorzystując metodę najmniejszych kwadratów w funkcji częstotliwości. Pomiary prowadzono dla różnych kątów obrotu wirnika. Otrzymana rezystancja była istotnie większa od wartości stałoprądowej rezystancji uzwojeń. Dlatego dodatkowo do modelu wprowadzono „straty w żelazie”. Przedstawiono je jako straty w pojedynczym zwartym zwoju, nawiniętym na rdzeniu wirnika, reprezentującym prądy wirowe. Straty te są zależne od kąta obrotu wirnika względem stojana. Na podstawie relacji między indukcyjnością i rezystancją zastępczą silnika, zmierzoną i określoną dla przyjętego modelu wyznaczono parametry tego modelu. Określono współczynnik sprzężenia magnetycznego uzwojeń silnika. Przedstawiono parametry dodatkowego uzwojenia reprezentującego straty w żelazie.

EN

The paper deals with the mathematical model of a switched reluctance motor 3/2, with the stator of an induction motor. Parameters of this model were determined experimentally. The AC voltage of different frequencies was applied to the motor winding. Based on the measurements of the current and voltage, the equivalent resistance and inductance of the motor windings as the function of frequency were determined using the least squares method. The measurements for different rotation angle of the rotor were carried out. The measured resistance was significantly higher than the value of the winding resistance. The model includes "iron losses". They are modeled as the losses of a single turn wound on the rotor core, representing the eddy currents. These losses are dependent on the angle of the rotor rotation relative to the stator. On the basis of the relationship between the equivalent inductance and resistance of the motor (that were measured and specified), the model parameters were determined.

3

Speed Sensorless Control of Induction Motor Based on a Non-Linear Flux and Speed Observer with Parameters Estimation and Considering Iron Loss

Alemi-Rostami M., Abrishamifar A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 3a

89--97

EN

In this paper, a control method is presented for induction motor which offers high efficiency and high dynamics even considering the influences of iron loss. Recently, research to consider the influences of iron loss has been made in the vector control of an induction motor. Vector control method is a quite complex task which demands precise information about the rotor speed and the position of the magnetic flux. The vector control method presented in this paper, estimates both rotor speed and amplitude magnetic flux rotor. However, there are also applications in which even speed sensors should be omitted. In this method, three-phase motor currents and DC link voltage are measured by means of a nonlinear observer and considering the Lyapunov function for current error, motor parameters, rotor shaft and position of flux are estimated. To stabilize the control system, the Lyapunov function for error, is used. Then, using the genetic algorithm, the value of controlling coefficients their and general effects on system's behavior are obtained. The simulation and experimental results confirm the resistant performance and the proper dynamic efficiency of this method.

PL

W artykule przedstawiono algorytm sterowania maszyną indukcyjną, uwzględniający straty w żelazie. Sterowanie opiera się na bezczujnikowym pomiarze prędkości obrotowej, przy pomocy obserwatora. Korzystając z pomiarów prądów fazowych i napięcia DC-link, z funkcji Lyapunov’a wyznaczana jest prędkość i strumień wirnika. Implementacja algorytmu genetycznego pozwoliła na ocenę wpływu współczynników regulacji na odpowiedź układu. Przedstawiono wyniki symulacyjne i eksperymentalne.

4

Wpływ materiału magnetycznego na parametry wysokoobrotowych maszyn elektrycznych z komutacją elektroniczną

Korkosz M

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 10

1101--1104

PL

W pracy zawarto wyniki badań wpływu parametrów blachy magnetycznej na właściwości wysokoobrotowego silnika elektrycznego z komutacją elektroniczną. W warunkach laboratoryjnych wyznaczono charakterystyki mechaniczne badanego silnika oraz jego sprawności przy różnych wartościach napięć zasilających wynikających z założeń projektowych oraz rodzaju zastosowanej blachy magnetycznej. Dokonano porównania wpływu zastosowanego materiału magnetycznego oraz sposobu jego ułożenia na kluczowe parametry silnika takie jak amplituda momentu zaczepowego oraz sprawność wypadkowa silnika. Zamieszczono wnioski dotyczące możliwości ograniczania strat w żelazie silnika.

EN

In the paper there are presented the results of studies on the influence of magnetic sheet parameters on properties of a high-speed electric machine with electronic commutation. The magnetization curves of typical isotropic sheets and an anisotropic sheet are shown in Fig. 1. The total losses of the sheets from Fig. 1 are presented in Fig. 2. To build a prototype I of the BLDC motor there was used isotropic sheet of thickness 0,35 mm and to build prototypes II and III there was used anisotropic sheet of thickness 0,23 mm. The constructed prototypes are shown in Fig. 3. A cogging torque was determined for the made prototypes in laboratory conditions (Fig. 4). Mechanical and efficiency characteristics of the examined motor were determined in laboratory conditions at different values of the supply voltage resulting from the design assumption and type of magnetic sheet. Minimum supply voltages were assumed to obtain projected working point (Fig. 9).Comparison of the influence of the magnetic material and the way of its orientation on the key parameters of the motor such as the cogging torque amplitude and the resultant efficiency of the motor was performed. Conclusions concerning possibility of limiting the losses in motor iron are given.

5

Wpływ efektu zbliżeniowego i naskórkowości na straty mocy w uzwojeniu silnika elektycznego

Młot A, Łukaniszyn M, Korkosz M.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2013

|

Nr 3(100), cz. 1

61-66

PL

W artykule przedstawiono analizę strat mocy w miedzi wywołanych efektem zbliżeniowym oraz naskórkowością przy sinusoidalnym wymuszeniu prądowym o niskich i wysokich częstotliwościach. Zbudowane dwuwymiarowe (2D) i trójwymiarowe (3D) modele obliczeniowe w programie wykorzystującym metodę elementów skończonych (MES) do obliczeń pola magnetycznego posłużyły do pokazania wpływu efektu naskórkowości oraz efektu zbliżeniowego na straty mocy w uzwojeniu z uwzględnieniem połączeń czołowych. W niniejszej pracy zbadano wpływ połączeń czołowych na wielkość strat mocy w miedzi. Dodatkowo zbadano wpływ rozmieszczenia uzwojeń o przekroju kołowym w żłobku na straty w miedzi maszyny. Do przedstawienia wielkości strat mocy w miedzi przy różnych częstotliwościach uzwojenia zasilanego ze źródła prądowego wyznaczono stosunek rezystancji przy prądzie zmiennym do rezystancji przy prądzie stałym.

EN

In this paper three-dimensional (3D) and two-dimensional (2D) finite element analysis was applied to calculate copper losses and iron losses in the armature winding at high frequency sinusoidal current. To demonstrate the amount of copper loss resistance ratio of ac resistance and dc resistance was calculated. This paper focuses on the ac copper loss caused by circulating current effects in electrical machines. There are two different phenomena that lead to additional ac losses. First is a skin effect and the second one is the proximity effect. A skin effect is the tendency for high-frequency current to flowon the external surface of a conductor and can be mitigated through the use smaller conductor strands. The proximity effect is the tendency for current to flow in other undesirable patterns that form localised current loops or concentrated distributions due to the presence of a magnetic field generated by nearby conductors [10, 11].

6

Analytical and field-circuit core loss prediction in induction motors

Romary R., Brudny J. F., Roger D., Komeza K., Dems M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 7b

127-130

EN

The paper presents two methods for core loss prediction in induction motors that take into account harmonic flux density due to the slotting effect. The first method uses an analytical formulation to determine the flux density distribution in the motor cores. The second one is based on finite element analysis. In the both cases, an iron loss model in non sine excitation condition has to be defined. The complementarities of the both methods are displayed.

PL

Artykuł prezentuje dwie metody obliczania strat w silniku indukcyjnym uwzględniające efekty związane z żłobkowaniem stojana i wirnika. Pierwsza metoda używa zależności analitycznych do określenia rozkładu indukcji w silniku. Druga wykorzystuje metodę elementów skończonych uwzględniającą ruch wirnika oraz rozwiązanie równań pola względem czasu. Dla obydwu przypadków konieczne było określenie modelu strat w żelazie przy wzbudzeniu niesinusoidalnym (wieloharmonicznym). Pokazano, że obie metody prowadzą do poprawnego wyznaczenia strat w silniku indukcyjnym.

7

Research of energy processes in circuits containing iron in saturation condition

Prus V., Nikitina A., Zagirnyak M., Miljavec D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 3

149-152

EN

ProbIems of application of instantaneous power theory theses to the analysis of electromagnetic and energy processes in nonlinear ferromagnetic circruits at different degrees of its saturation have been considered. Results confirm the necessity to revise the conventional methods and approaches to analyze the nonlinear circuits in saturation conditions.

PL

Rozważono problemy związane z teorią mocy chwilowej zastosowaną do analizy elektromagnetycznych i energetycznych procesów w nieliniowych obwodach ferromagnetycznych w różnym stopniu nasyconych. Wyniki analiz potwierdzają konieczność rewizji metod konwencjonalnych i podejść do analizy obwodów nieliniowych w stanie nasycenia.

8

Analysis of iron and eddy-current loss in low-power BLDC motor with magnet segmentation

Młot A., Korkosz M., Łukaniszyn M.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2011

|

Nr 5(93)

59-64

EN

This paper considers a Brushless Direct Current (BLDC) machine prototype with six poles and 36 stator slots including a three phase double-layered distributed winding. The permanent magnet (PM) eddy-current loss is relatively small compared with the iron loss; it may cause significant heating of the PMs, due to the relatively poor heat dissipation from the rotor and results in partial irreversible demagnetization. A reduction in loss is achieved by magnet segmentation mounted on the rotor. Different number of magnet segmentation is analysed. The presented work concerns the computation of the no-load iron loss in the stator, rotor yoke and eddy-current loss in the magnets. It is shown that the construction of the rotor with segmented magnets can significantly reduce PM loss (eddy-eurrent loss). Eddy-current loss in PMs is caused by several machine features; the winding structure and large stator slot openings cause flux density variations that induce eddy-currents in the PMs. The effect of these changes to the BLDC motor design is examined in order to improve machine performance. 3-D finite-clcmcnt analysis (FEA) is used to investigate the electromagnetic behaviour of the BLDC motor.

9

Computation of Iron- and Eddy-Current Losses in IPM Motors depending on the Field-Weakening Angle and Current Waveform

Finken T., Hameyer K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

Nr 5

123-128

EN

Due to the limited space availability and the high demand on power density and efficiency, the permanent magnet synchronous machine issuitable for application in parallel hybrid electric vehicles. The desired reduction of the vehicle’s fuel consumption requires a good efficiency, and thus low losses. Therefore, the design process of the electrical machine has to include a loss calculation determining all losses such as iron losses, magnet eddy-current losses and Ohmic losses. Since the machine is operated over a wide range of operation points, the losses must be calculated depending on different values of the current, the field-weakening angle and the rotational speed. As the harmonic content of the magnetic flux has a significant effect upon the lamination’s iron losses and the magnet’s eddy-current losses, the effect of block-shaped currents and real current forms of PWM-fed machines are also studied in this paper.

PL

W artykule przedstawiono projekt maszyny synchronicznej stosowanej w samochodach elektrycznych. Celem jest zmniejszenie zużycia paliwa i strat w żelazie. Ponieważ punkty pracy są zmienne straty należało określić dla różnych wartości prądów, przy różnych prędkościach. Przeanalizowano wpływ zawartości harmonicznych na straty, uwzględniono zblachowanie rdzenia.

10

Characterization of Electrical Steel Disc Stacks for the Development of New Circular Magnetic Circuits

Hihat N., Lopez S., Cassoret B., Brudny J. F., Belgrand T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

Nr 5

145-148

EN

This paper introduces an original disc anisotropic structure which upgrades the performance of circular magnetic circuit. The stacking method consists in shifting by an angle â the axes of the rolling directions from one sheet to the following one. Two experimental setups are introduced. The first one is a comparative analysis for different â values on grain oriented laminations supplied by a single coil in order to determine the best â value in terms of iron losses and magnetizing current. The second experimental procedure is dedicated to measure and to analyze the 3D flux distribution.

PL

W artykule przedstawiono dyskową strukturę anizotropową, która poprawi własności kołowego magnetowodu. Sposób składania magnetowodu polega na przesuwaniu poszczególnych blach o kąt beta, w stosunku do kierunku walcowania blachy. Wykonano szereg pomiarów na różnych rdzeniach. Pozwoliło to określić optymalny kąt przesunięcia blach pozwalający zminimalizować straty w żelazie i zoptymalizować prąd magnesujący.

11

Metoda obliczania strat w żelazie w przełączalnych silnikach reluktancyjnych w ujęciu polowym

Jagieła M., Tomczewski K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 3

88-91

PL

W pracy przedstawiono metodę obliczania strat w żelazie w przełączalnych silnikach reluktancyjnych. Podstawą metody jest równanie określające zmienność gęstości strat w jednostce masy, w dziedzinie czasu. Metoda wymaga znajomości chwilowej wartości rozkładu indukcji magnetycznej w całym obwodzie magnetycznym. Rozkład ten wyznaczono metodą elementów skończonych. Przeprowadzono weryfikację opracowanej metody w oparciu o stanowisko pomiarowe z maszyną o dwóch parach biegunów, zasilaną jednopulsowo.

EN

The paper presents the method of iron loss prediction in the switched reluctance motors. It is based on the modified core loss equation that is the results of transformation of original unit core loss equation, from frequency to time-domain. The method requires the knowledge of instantaneous magnetic flux density distribution, therefore a finite element model is elaborated for that purpose. The method is validated against measurements carried out on the laboratory test-rig for a small 100 Watt, two-phase motor supplied from single-pulse converter.

12

Calculation of core loss for switched reluctance motors

Jagieła M., Tomczewski K., Łukaniszyn M., Wróbel K.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2009

|

Z. 240

141-150

EN

In the paper the method of core loss prediction in the switched reluctance motors is presented. The classical core loss separation technique is modified for the purpose of considering an arbitrary magnetic flux density waveform. The time-stepping finite element program is elaborated for prediction of instantaneous magnetic flux density distribution in the motor core. The method of core loss calculation is backed well by the measurements carried out on the laboratory test-rig.

PL

W pracy przedstawiono model do obliczeń strat w żelazie w przełączalnym silniku reluktancyjnym. Podstawowa trudność związana z wyznaczeniem strat w żelazie w tego rodzaju maszynach jest związana z silnie odkształconymi przebiegami lokalnych wartości indukcji magnetycznej w rdzeniu. Ponadto, w większości punktów obwodu magnetycznego przebiegi te zawierają niezerową składową stałą. W takim przypadku nie można użyć bezpośrednio podejścia, stosowanego w maszynach prądu przemiennego, polegającego na podziale strat i wykorzystaniu typowych krzywych stratności jednostkowej materiału magnetycznego podawanych przez producentów. W celu rozwiązania tego problemu w niniejszej pracy zastosowano metodę polegającą na przekształceniu równania opisującego stratność jednostkową materiału ferromagnetycznego, zgodnie z hipotezą przedstawioną w pracy [7]. W wyniku analitycznego przekształcenia równania (2), otrzymano równanie (3), które jest określone w dziedzinie czasu, a nie w dziedzinie częstotliwości. Równanie to zawiera tyle samo stałych, co równanie oryginalne. Stałe te można względnie łatwo wyznaczyć metodą optymalizacji nieliniowej. Wyniki obliczeń tych stałych zawiera tabela 1. W celu wyznaczenia przebiegów lokalnej wartości indukcji w obwodzie magnetycznym, opracowano model polowo-obwodowy silnika o dwóch pasmach fazowych oraz mocy znamionowej 100 W, w oparciu o metodę elementów skończonych. Wykorzystując obliczone przebiegi indukcji magnetycznej w całym obwodzie magnetycznym oraz równanie (3) opisujące stratność jednostkową, wyznaczono całkowite straty w rdzeniu w funkcji prędkości obrotowej. Przeprowadzono weryfikację eksperymentalną opracowanego modelu w oparciu o skonstruowane stanowisko pomiarowe (rys. 2b) uzyskując dużą zgodność wyników obliczeń z danymi doświadczalnymi (rys.4). Pozytywne wyniki weryfikacji pozwalają uznać przedstawione podejście za wystarczająco dokładną oraz ogólną metodę obliczania strat w żelazie w silnikach reluktancyjnych zasilanych jednopulsowo.