Обчислювальний аналіз явищ підвищення температури в електричних асинхронних двигунах
DOI:
https://doi.org/10.26642/tn-2019-1(83)-42-45Ключові слова:
електричний асинхронний двигун, теплова модель, частота, аналіз кінцевих елементів, математична модель, діагностика температуриАнотація
При розробці електричних машин в цілому, а також асинхронних двигунів зокрема граничні значення температури є ключовими факторами, що впливає на ефективність загальної конструкції. Оскільки звичайне навантаження асинхронних двигунів часто відбувається в різних режимах роботи, отже, оцінка зростання температури за допомогою інструментів математичного моделювання та обчислювальних експериментів стає все більш важливою. У цій роботі розробляється та перевіряється експериментально модель обліку втрат та опис теплових явищ в асинхронних двигунах. Розроблена модель була впроваджена у MATLAB і була застосована для прогнозування підвищення температури в повністю замкнутому вигляді для вентилятора охолодження асинхронних двигунів. Проведено порівняння з експериментальними результатами, отриманими для двигунів 1,5 кВт. Математична модель двигуна показує ефективність розробленої моделі в прогнозуванні підвищення температури для ряду умов експлуатації, зокрема для різних частот і напруг. На основі SIMULINK була розроблена теплова модель.Посилання
Armor, A.F. (1976), Heat flow in the stator core of large turbine-generators by the method of 3D finite elements, рр. 1648–1656.
Beguenane, R. (1999), «Induction motors thermal monitoring by means of rotor resistance identification», M.E.H. Benbouzid IEEE Trans. Energy Convers, Vol. 14 (3), рр. 566–570.
Bousbaine, A. (1999), «Thermal modelling of induction motors based on accurate loss density distribution», Electr. Machines Power Syst. 27, рр. 311–324.
Boys, J.T. and Miles, M.J. (1994), «Empirical thermal model for inverter-driven cage induction machines», IEE Proc. Electr. Power Appl., Vol. 141 (6), pp. 360–372.
Chan, T.F. (1990), «A method to determine the temperature rise of induction motors», The International Journal of Electrical Engineering and Education, Vol. 27, pp. 45–52.
Dokopoulos, P. and Xypteras, J. (1984), «Analytische berechnug der transienten temperaturverteilung in elektrischen maschinen», BetaArchive, Vol. 6 (2), рр. 23–76.
Ho, S.L. and Fu, W.N. (2001), «Analysis of indirect temperature-rise tests of induction machines using time stepping FEM», IEEE Trans. Energy Convers, Vol. 16 (1), рр. 55–60.
Kreith, F. (1998), CRC Handbook of Mechanical Engineering, CRC Press.
Kylander, G. (1995), «Thermal modeling of small cage induction motors, Doctoral thesis, Goteborg, Sweden, Chalmers € University of Technology», Technical Report, School of Electrical and Computer Engineering, No. 265.
Luo, X. (1995), «Multiple coupled circuit modeling of induction motors», IEEE Trans. Indust. Appl., Vol. 31 (2), рр. 311–318.
Melnik, R.V. and Roberts, A.J. (2002), «Phase transitions in SMA with hyperbolic heat conduction and differential-algebraic models», Comput. Mech., Vol. 29, рр. 16–26.
Metwally, H.M. (2001), «Loadless full load temperature rise test for three phase induction motors», Energy Convers. Mgmt., Vol. 42, рр. 519–528.
Mihalcea, A., Szabados, B. and Hoolboom, J. (2001), «Determining total losses and temperature rise in induction motors using equivalent loading methods», IEEE Trans. Energy Convers., Vol. 16 (3), рр. 214–219.
Mukhoppadhyay, S.C. and Pal, S.K. (1998), «Temperature analysis of induction motors using a hybrid thermal model with distributed heat sources», J. Appl. Phys., Vol. 83 (11), рр. 6368–6370.
Ozisik, M.N. (1993), Heat Conduction, second ed., John Wiley and Sons.
Richter, R. (1954), «Elektrische Maschinen», Birkhauser Verlag, Basel.
Romo, J.L. and Adrian, M.B. (1998), «Prediction of internal temperature in three-phase induction motors with electronic speed control», Electr. Power Syst. Res., Vol. 45, рр. 91–99.
Saari, J. (1995), «Thermal model of high-speed induction machines», Acta Polytichnica Scandinavia, Electrical Engineering Series, Helsinki, Vol. 82.
Siegel, R. and Howell, J.R. (1992), Thermal radiation heat transfer, third ed., Hemisphere Publ. Co., Washington.
Tindall, C.E. and Brankin, S. (1998), «Loss-at-source thermal modeling in salient pole alternators using 3D finite difference technique», IEEE Trans. Magn., Vol. 24 (1), рр. 278–281.
Toliyat, H.A., Lipo, T.A. and White, J.C. (1991), «Analysis of a concentrated winding induction machine for adjustable speed drive applications», IEEE Trans. Energy Convers., Vol. 6 (4), рр. 679–692.
Zocholl, S.E. (2002), Induction motors. Schweitzer Engineering Labs Technical Reports, [Online], available at: http://www.selinc.com/techpprs.htm
Woolfolk, A. (1995), «Specifying filters for forced convection cooling», Electron. Cooling, Vol. 1 (2), рр. 20–23.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Денис Юрійович Зубенко, Олександр Миколайович Петренко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського та у відкритому доступі в електронному архіві університету та на сайті журналу.
