Sähkökoneiden rautahäviöiden laskentamenetelmien tarkkuuden vertailu ja kehitystarpeet
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2007
Department
Major/Subject
Sähkömekaniikka
Mcode
S-17
Degree programme
Language
fi
Pages
78
Series
Abstract
Tässä työssä on tutkittu ja vertailtu ABB Oy:n Sähkökoneiden käytössä olevia rautahäviöiden laskentamenetelmiä sähkökoneiden tyhjäkäynnissä ja kartoitettu laskennan kehitystarpeita. Matemaattisia laskentamenetelmiä työssä ovat eri analyyttiset ja numeeriset laskentaohjelmat. Tutkittavaan sähkökonejoukkoon kuuluu induktiokoneita sekä tahtikoneita. Rautahäviöt koostuvat hystereesi- ja pyörrevirtahäviöistä sekä lisähäviöistä. Tutkittujen sähkökoneiden tyhjäkäynnin rautahäviöarvot saadaan koekentällä tehdyistä standardien IEC 60034-2 mukaisista tyhjäkäyntimittauksista. Laskennan rautahäviötuloksia eri ohjelmilla verrataan mittaustuloksiin ja laskentaohjelmille muodostetaan korjauskertoimia. Työssä analysoidaan rautahäviöiden laskentatuloksia myös tarkemmin tuloksien vertailusta saadun poikkeaman perusteella. Lisäksi esitetään kehitystarpeita rautahäviölaskentaan sekä ohjelmien käyttämiin rautahäviömalleihin. Numeerisen ohjelman elementtiverkkoon tehdyt muutokset eivät tuoneet toivotun suuruista parannusta laskentaan. Kehitystarpeita pystyttiin kartoittamaan tutkimalla rautahäviöiden kannalta tärkeiden sähkökoneen parametrien vaikutusta ja havaitsemalla tiettyjen fysikaalisten ilmiöitten puutteita nykyisessä laskennassa. Nykyistä laskentatarkkuutta tarkasteltiin lasketun ja mitatun välisen poikkeaman kautta sekä tuloksien keskihajonnan avulla. Kehitystarpeita ilmeni sähkökoneen rakenneparametrien kuten uralukujen, vakoluvun ja ilmavälin huomioon ottamisessa laskennassa. Fysikaalisten ilmiöiden mallintamisen puutteet ilmenevät rautahäviöiden numeerisessa laskennassa urayliaaltojen ja vuopulsaatioiden kohdalla. Tämän hetkinen laskentamalli ei ole riittävän tarkka ottamaan ilmiöitä todellisuutta vastaavalla tavalla huomioon numeerisessa laskennassa. Induktiokoneiden laskentatarkkuutta arvioitaessa rautahäviöiden poikkeaman kannalta tuli yleiseksi korjauskertoimeksi 1,36 ja tahtikoneissa 1,13. Tutkittaessa laskentatarkkuutta keskihajonnan suhteen analyyttiset ohjelmat ovat molemmilla sähkökoneilla rautahäviötuloksiltaan hyvässä tilanteessa, mutta numeerisessa häviölaskennassa tahtikoneilla tuloksien keskihajonta on huomattavasti suurempi verrattuna induktiokoneisiin.Description
Supervisor
Arkkio, AnteroThesis advisor
Pekola, JariKeywords
induction machine, induktiokone, synchronous machine, tahtikone, iron losses, rautahäviöt, calculations iron losses, rautahäviöiden laskeminen, no load, tyhjäkäynti, departure, poikkeama, development, kehitystarve, analytical calculation program, analyyttinen laskentaohjelma, numerical calculation program, numeerinen laskentaohjelma, measurement, mittaus, finite element mesh, elementtiverkko