Oikosulkumoottorin kyllästyksen mallinnus

Thumbnail Image

Files

urn100058.pdf (697.6 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2009

Department

Major/Subject

Tehoelektroniikka

Mcode

S-81

Degree programme

Language

fi

Pages

7 + 52

Series

Abstract

Tämä työ käsittelee oikosulkumoottorien induktanssien mallinnusta. Työn tavoitteena on kehittää simulointiin ja taajuusmuuttajakäyttöön soveltuvia häviöttömiä kyllästysmalleja, jotka ottavat huomioon päävuon ja roottorin hajavuon välisen keskinäisen kyllästyksen vaikutuksen magnetointi-induktanssiin ja roottorin hajainduktanssiin. Keskinäiskyllästyksen vaikutus on erityisen voimakasta moottoreissa, joissa on suljetut tai vinot roottoriurat. Ehdotetut mallit ovat yksinkertaisia ja fysikaalisesti järkeviä. Ehdotettua polynomimallia voidaan käyttää sovelluksissa, joissa halutaan suurta tarkkuutta. Ehdotettua potenssifunktiomallia voidaan käyttää sovelluksissa, joissa malli halutaan pitää lähes yhtä tarkkana kuin polynomimalli ja samalla mallin parametrien määrä halutaan pitää pienenä. Ehdotettua paloittain määriteltyä mallia voidaan käyttää sovelluksissa, joissa mallin kertaluku ja parametrien määrä halutaan pitää pienenä. Työssä esitetään menetelmät ehdotettujen mallien parametrien estimoinnille. Mallien parametrien estimoinnissa käytetään 2,2 kW:n ja 45 kW:n oikosulkumoottorien mitattua pysyvän tilan dataa sekä elementtimenetelmällä laskettua pysyvän tilan dataa. Mallien avulla estimoituja pysyvän tilan suureita verrataan sovituksessa käytettyihin referenssisuureisiin. Tulosten perusteella keskinäiskyllästyksen vaikutus magnetointiinduktanssiin ja roottorin hajainduktanssiin tarkastelluissa moottoreissa on varsin suuri, ja mallit ennustavat tämän vaikutuksen hyvin. Ehdotettuja malleja voidaan käyttää sovelluksissa, joissa induktanssit halutaan mallintaa mahdollisimman tarkasti, erityisesti jos keskinäiskyllästyksen vaikutus on suuri.

This thesis deals with modeling of inductances in induction motors. The aim of this thesis is to develop analytical, lossless saturation models for simulation purposes and frequency converter-fed drives. The proposed models should predict the saturation due to main and leakage flux interaction. The effect of this mutual saturation is particularly strong in motors with closed or skewed rotor slots. The proposed models are simple and physically reasonable. The proposed polynomial model can be used in applications where high accuracy is desirable. The proposed power function model can be used in applications where high accuracy is desirable and the number of free parameters should be low. The proposed piecewise-defined model can be used in applications where the order of the model and the number of free parameters should be low. Methods for obtaining the model parameters from steady-state quantities are proposed. The model parameters are identified for measured steady-state data and steady-state data obtained from finite element analysis of both 2,2-kW and 45-kW induction motors. The steady-state estimates obtained from the models are compared to the reference quantities used in the parameter identification. According to the results, the effect of the saturation due to main and leakage flux interaction on the magnetizing inductance and on the rotor leakage inductance is significant in the studied motors. The proposed models can be used in applications where high accuracy for the inductance model is required, particularly if the effect of the saturation due to main and leakage flux interaction is notable.

Description

Supervisor

Luomi, Jorma

Thesis advisor

Hinkkanen, Marko

Keywords

induction motor, motor model, mutual saturation, parameter estimation, saturation model, keskinäiskyllästys, kyllästysmalli, moottorimalli, oikosulkumoottori, parametrien estimointi

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201203071330

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC