close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
Системные испытания по сокращению потерь в асинхронной машине
Кафедра електрических машин и приводов, електротехнический институт,
Технический Университет Дрезден
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Inhalt
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
1. Введение
2. Комбинированные обмотки
3. Динамическое смещение тока
4. Поперечное охлаждение
5. О птимизация воздушного охлаждения
6. Заключение и перспектива
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 2
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Inhalt
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
1. Введение
2. Kombinationswicklung
3. Dynamische Stromverdrangung
4. Querkühlung
5. L üftungsoptimicrung
6. Zusammenfassung und Ausblick
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 3
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Einleitung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
------!)• p mech
Pvz
Комбинированные
обмотки
TU Dresden, 24.10.2013
Динамическое
смещение тока
Поперечное
охлаждение
оптимизация охдаждения
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 4
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Inhalt
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
1. Finleituna
2. Комбиированные обмотки
3. Dynamische Stromverarangung
4. Querkühlung
5. L üftungsoptimicrung
6. Zusammenfassung und Ausblick
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 5
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
A= N·l·An
p
ll·D
A
I
.
I
-131 I
- I
\ -i12
\\
W1
V1
В основном:
• Можно использовать в качестве обмоток статора в асинхронных и
синхронных машинах
• Корпус, сердечник и ротор могут применяться без изменений стандартных.
• Возможно производство как одно так и двух слойных обмоток.
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 6
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Звезда.Треугольник. Соединение
Треугольник.Звезда.Соединение
Таблица справа
1. Оригинальные и комбинированные однослойные обмотки
2. Оригинальные как двухслойные обмотки, Комбинированные как
однослойные
3. Оригинальные и комбинированные как двухслойные обмотки
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 7
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Особенности комбинированных обмоток
Класические
обмотки
однослойные
комбинтрованные
обмотки
однослойные
Обмоточный
фактор
Потери в
обмотках статора
коэффициент
укорочения шага
обмотки
Содержание
гармоник
TU Dresden, 24.10.2013
3 % выше
примерно 7 %
двухслойные
Однослойные
7
%
выше
13 % меньше
двухслойные
6 °/o - 7 °/o выше
11,5 °/o -13
нет
%
меньше
меньше
нет
да
{y/y0 = 11/12)
меньше
немного
меньше
намного
меньше
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 8
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Дополнительные потери в роторе
•
Zahnpulsationsverluste зубчатопульсирующие потери durch
unstetige через прерывчатые, oberwellenbehaftete подверженых
гармоник или содержащие гармоники или поверхносные волны
Verteilung des Ankerstrombelags расределёние тока на поверхности
ротора
•
Гармонические потери коротко замкнутого якоря из-за стоячих гармоник
•
Гармонические потери коротко замкнутого из-за зубчатых пульсаций
• потери поперечного тока в стали ротора в не изолированных сечениях
залитого ротора(клетки)
Нормальные обмотки со скошеным ротором
Дополнительные потери (W)
DIN 60034-2
ka l or i metrisch
722
690
Нормальные обмотки не со скошеным ротором
597
690
Комбинированные обмотки со скошеным ротором
605
640
Комбинированные обмотки не со скошеным ротором 672
577
Комбинация
30 kW-Asynchronmotor (p=2)
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 9
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Bei gleichen Materialeinsatz und Blechpaket sind:
• Oberwellengehalt und damit auch Zusatzverluste im Läufer geringer
• Wicklungsfaktor höher und damit Wicklungsverluste geringer.
3000
2500
2 2000
• дополнительные потери
"t:
• пакет стали
":>'
1500
• обмотки статора
•Ротор
1000
• Трение
500
0
нормальные обмотки,
скошенный ротор
нормальные обмотки,
не скошенный ротор
комбинированные обмотки, комбинированные обмотки
скошенный ротор
не скошенный ротор
Комбинация
КПД
общие потери
(W)
Нормальные обмотки со скошеным ротором
(%)
3294
90,1
Нормальные обмотки не со скошеным ротором 31 91
90,4
Комбинированные обмотки со скошеным ротором
3087
90,7
Комбинированные обмотки не со скошеным ротором
3007
90,9
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 10
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
oben
.E..
seitlich
Комбинация
Шумы CA-) в dB
сзади
спереди
сбоку
сверху
Нормальные обмотки со скошеным ротором
72
71
72
74
Нормальные обмотки не со скошеным ротором
81
81
77
77
Комбинированные обмотки со скошеным ротором
67
67
66
67
Комбинированные обмотки не со скошеным ротором
80,5
82
75
75
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 11
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Дизайн катушек:
U1
• минимальное Содержание гармоник обеспечивается, через одинаковое
магнитонаполнение
• Verkettungstaktor фактор цепи
полная настройка
• 1. Действие: подбор витков и сечений
- но с разными типами катушек
• 2. Действие: применение паралельных соединений
-
V1
W1
но неравномерное распределение потерь
u
w
V
w
звезда (parallei)-треугольник
TU Dresden, 24.10.2013
V
w
V
звезда-3/треугольник-2
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 12
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Примеры для многополюсных машин
• Комбинация с 3 и 5 паралельных соединений для 30-, 60-, 90-полюсных машин
• количество пазов определено минимум. 180 пазов при 2p=30
• применимо для больших машин
треугольник-3/звезда-5-паралельное
соединение
поток спектра
u
1
-
•Combined Winding
•One Layer Winding
•Two Layer Winding
::..
0
0.1
Q)
Cl
as
..::.:
1:
...I
.1:...
0.01
Q)
-
ll
I:
:::l
()
r..
0.001
1 3 5 7 9 111 3 1 5 17 1921 2325272931 333537
Hel'monic Orde r ( v )
w
V
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
ICEM 2012
Folie 13
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Kombinationswicklung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Звезда-Треугольник-много полюссное соединение
Ul
•Увеличение числа фаз
3 -> 6 -> 9
'141
•
увеличение фактора витков
. (vn)
vn ) .
2m sm 2m
.fv = N jp . (
s m Njp
•
. ( rr y )
2 Y0
S ill
v
подбор числа витков
• различные виды катушек
Wl
Vl
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 14
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Inhalt
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
1. Finleitung
2. Kombinationswicklung
3. Динамическое смещение тока
4. uerkühlung
5. L üftungsoptimicrung
6. Zusammenfassung und Ausblick
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 15
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Dynamische Stromverdrängung
Пример: Высоко динамический асинхронный привод
постороение поперечно режущего устройства
Разница нагрузки поперечно режущего устройства
0+--0,02
-+ --+-,4----0,04
0,08
0,
0,12
0, 14
t ins
-0,5
Асинхронный
короткозамкнутый мотор
Источник:
Motrona
Eigenschaften:
Высокая динамика крутящего момента
Быстрое изменение тока
Переходный ток смещения в стержнех ротора
TU Dresden, 24.10.2013
-1 -
проблемы:
дополнительные потери в роторе при быстрыз
изменениях нагрузки
Повышеный нагрев ротора ( +23 K
измереннияна ASM 225 kW с высотой вала
315 mm [Köhring 2009])
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 16
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Dynamische Stromverdrängung
Схема соединения и Переходный ток смещения
електрическая
дополнительная схема
u
ток смещения при Заданной величине шага
(Тактовая частота частотника 1/Tpc als частота
возбуждения)
i
t
4
-текущий ток
--- сегментный ток 1
-------------------------
3
n
I-=L''fJ-1
i=l
2
ln-1
i
сегментный ток 2.
сегментный ток 3
сегментный ток 4
сегментный ток 5
сегментный ток 6
сегментный ток 7
сегментный ток 8
сегментный ток 9
сегментный ток 10
сегментный ток 11
сегментный ток 12
сегментный ток 13
Lage des Segmentstroms
ln+ln-1
o
L_
0
L
--
--
40
20
--
60
L
L
--
80
100
t
Фактор тока смещения:
k -
Wmit
r- Wohne
TU Dresden, 24.10.2013
---?
Tpc
J;(I
Riif)dt
J;(Rstabi tab)dt
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 17
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Dynamische Stromverdrängung
Решение 1: Высоко динамическое управление крутящим моментом с низкими потерями
(при одновременной хорошей общей динамике)
•!• Энергетически оптимальное установка значения крутящего момента
tz
W
=
J [Rs(is/ + isq2 ) + krr.RR(iR/ + iRq 2 )]dt min
0
нормированные потери с предусмотрением
смещения по току
энергетически оптимальное кр.момент
образующее составляющая тока ротора
QJ
<(
c
200
.......
100
1:
1.2
1.0
0.8
0
QJ
· "' -100
0.6
-200
E
0.4
'-
0'
0
z 0.2
-300
0
-=t==+:::::::;=+=--------
0.02
0.04
0.06
Zeitins
TU Dresden, 24.10.2013
0.08
0.1
0
динамические потери в роторе по сдвигу тока
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 18
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Dynamische Stromverdrängung
сдвиг тока при различных формах пазов и формы тока
форма пазов:
форма тока:
a) trapezförmig
с одинаковым
сечением
A
175 mm2
200
I
-200
t
прямоугольный
a
r
0
трапеция
\
I
i
I
-400
1.
200
I
<(
=
стержень
b) sinusförmig
I I I
0,05
\
-200
11)
I
I
I'LV
-400
0
0,1
0,05
0,1
t in s
фактор смещения тока
1,60
1,535
Kupfer 20 oc
1,50
f =10Hz
1,40
• трапециальная форма подачи тока
E
E
13,2 mm
L.l")
N
круглый
k
5 mm
•синусная форма подачи тока
1,30
r
1,20
1,10
14,9 mm
TU Dresden, 24.10.2013
1,00
стержень
трапециальная
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
прямоугольная
круглая
Folie 19
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Dynamische Stromverdrängung
Решение 2: новое исполнение асинхронного мотора с модификацией формы паза
(без изменения общего рабочего соотношения)
b
при постоянной площади паза:
= Smm
Изменение высоты паза
s
s
изменение соотношения
ширины пазов
t.rl
CV'l
II ...
so
..s::
bn21
bnzz
0,6 - 4
медь 180 oc
0,4
45
::
8 4o
0,2
.5
35
0
30
-0,2
25
-0,4
20
1
bn21 -0,6 -
e
..::
1
1,2
1,4
kr
TU Dresden, 24.10.2013
1,6
I:
:q: _ i]'--i:-;:
I I
bn21
bnzz
'
'''
'L
I
I
''
'
'_! '
log-
bnzz
4
изменение высоты паза является
эфектттивнейшим
методом
конструктивного
решения
для
уменьшения динамических потерь при
сдвиге тока.
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 20
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Dynamische Stromverdrängung
Реконструкция и сравнение геометрических данных
Реконструкция:
I
r, I
I
I
I
I
I
С такими же свойствами материала
С такой же системой охлаждения
hnz
С той же структурой сетевого источника тепла
трапецевидный вал при (паралельных
зубьях) parallelflankigen Zähnen
I
I
I
I
1
I
I
I
I
1
\\
•
1
•
I
..
...... ;
Сравнение геометрических данных
j
1
I
I
..
UHTK 280.4-4
Typ I (lFe i)
Typ II ClFe i & D2 J.)
величина
Диаметр отверстия
260
260
255
mm
длинна пакета стали
800
1000
865
mm
Объём (бегуна) ротора
42
53
44
I
2,695
3,37
2,697
kgm 2
Параметры
Центробежная сила ротора
Диаметр статора
420
mm
диаметр вала
115
mm
72 I 64
I
число пазов статор/ротор
высота вала ротора
35
16
25
mm
площадь сечения ротора
192
96
132
mm 2
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 21
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Dynamische Stromverdrängung
Сравнение технических данных
Параметр
UHTK 280.4-4
Typ I (lFe i)
Typ II (lFe i & D 2 Величина
l)
Achshöhe
280
измеряемая мощность
170
kW
Електрические данные
340 V I 17,4 Hz I 4 Pole
I
I
Номинальное скольжение
mm
0,0422
измеряемый ток
364
357
360
A
макс. Воздушный зазор индукции
0,705
0,776
0,775
T
линейная плотность тока
75,32
56,49
67,2
kA/m
ток в стержне ротора
764
573
668
A
Число витов
48
36
42
0,86
0,867
0,864
I
I
90,65
91,65
91,26
измеряемый фактор мощности
КПД
0
/o
Потери и динамические потери в роторе
6938/7482
4753/7490
5615/7486
502
662
577
динамические потери ротора
1305
406
823
w
w
w
Текущий коэффициент
сдвига(при оптимальном течении
тока 10 Hz)
1,277
1,068
1,152
I
Потери в меди Stator/Rotor
потери в стали
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 22
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Dynamische Stromverdrängung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Сравнение экономии
b
= Smm
300
200
<(
c
a
a
100
lfl
M
0
II ..
-t:
er
.S' -100
-200
' '
-'0' : ' :'
-300
0
0.02
0.04
0.06
Zeitins
31°/o
TU Dresden, 24.10.2013
0.08
0.1
--u --:-1
'
'
40 - 60 °/o
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 23
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Inhalt
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
1. Finleitung
2. Kombinationswicklung
3. Dynamische Stromverdrangung
4. Поперечное охлаждение
5.
uttungsop 1micrung
6. Zusammenfassung und Ausblick
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 24
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Querkühlung
Entwicklungsschritte zur quergekühlten Maschine
aberflächenbelüftete
Maschine
quergekühlte
Maschine mit
Gehäuse
gehäuselose
quergekühlte
Maschine
große Kühlfläche
großer Querschnitt für den magnetischen Fluss im Statorrücken
--------'-- 0,. ._ Ptimierte Aufteilung auf Nut- und RückenQ_U
"."'-e""'-r'-s',.,_c,",_,h
_-'-n
'--'-'i-_t.,_, --------1
TU Dresden, 24.10.2013
1
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 25
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Querkühlung
Принципы поперечного охлаждения
Kanalabdeckung
Teilblechpaket li
90° gedreht)
Kühlkanal
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 26
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Querkühlung
возможности экономии при поперечном охлаждении
•
Rippen der Querkühlkanäle haben eine Doppelfunktion. Sie dienen der
Kühlung und wirken gleichzeitig als aktives Material im Magnetkreis
•
Prinzip der Querkühlung ermöglicht durch die große realisierbare
intensiv belüftete Kühlfläche eine hocheffektive Wärmeübertragung
(vergleichbar mit wassergekühlten Motoren)
•
Kühlung über die gesamte axiale Länge des Blechpaketes und der
Wicklungsköpfe mit quergekühlten vergossenen Kühlkörpern erfolgt
gleichmäßig intensiv, so dass in axialer Richtung nur geringe
Temperaturunterschiede auftreten
•
Prinzip für Eigen- und Fremdkühlung, sowie Oberflächen- und
Durchzugsbelüftung geeignet.
•
Die direkte Wärmeabführung vom Blechpaket an das Kühlmittel ist
bei der Querkühlung günstiger gegenüber der Kühlung über ein
zusätzliches Gehäuse, wie z.B. bei der Wasserkühlung
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 27
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Querkühlung
Примеры экономичных моторов
IE3 Motor: Abmessungen eines kommerziell erhältlichen IE2-Normmotors
IE4 Motor: Füße und Höhe kompatibel zum Standardmotor, aber längerer Motor
Parameter
IE2 Motor
Hauptspezifikation
I
IE3 Motor
I
IE4 Motor
Einheit
4 kW, 4-polig, Baugröße 112
eff. Blechpaketdurchmesser
170
201
200
mm
Bohrungsdurchmesser
104
114
110
mm
Blechpaketlänge
146
139
160
0,271
0,397
0,423
mm
m2
266
121
104
Eisenverluste im Stator
65
86
80
ohmsehe Verluste im Rotor
153
124
96
Zusatzverluste
99
96
95
Kühlfläche
Kupferverluste im Stator
87.0
89.9
91.0
(IE2: 86,6)
(IE3: 88,6)
(IE4: :::::91,0)
Leistungsfaktor
0,80
0,80
0,76
mittlere Statornuttemperatur
107
80
80
Nennwirkungsgrad
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
w
w
w
w
0
/o
oc
Folie 28
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Lüftungsopti mierung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
1. Finleitung
2. Kombinationswicklung
3. Dynamische Stromverdrangung
4. Querkühlung
5. Оптимизация воздушного охлаждения
6. Zusammenfassung und Ausblick
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 29
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Lüftungsopti mierung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
•
Beispielanwendung auf Transnormmotoren (200... 1000 kW, Niederspannung)
• Transnormmotoren bisher mit reiner Rippenkühlung ausgeführt
• Transnormmotoren W42R /W52 mit neuartigem Belüftungssystem mit:
o Speziellem Zweikreis-Innenlüfter
zur optimalen Kühlung von
o Rotor
o Statorpaket
o Wickelköpfen
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 30
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Lüftungsopti mierung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
Luflspa
!Innerer ll nneniOfter
Strömungskreis 2
StänderkOhlkanäle
Ständergehäuse
"Deckscheibe"
Äußerer
lnneniOfter
K urzLäuferkühlkanäe
TU Dresden, 24.10.2013
scfillussring
Wirbier
DoppeiiOifter
Tragsch,eibe
Außenlltler
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 31
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Lüftungsopti mierung
1 Motor K42R 355 L4 (Messobjekt)
2 Grundrahmen für Messobjekt und Sockel
mit Drehmomentmesseinrichtung
3 Sockel mit Drehmomentmesswelle und
Antriebsmotor
4 Berührungsschutz (Messobjektadapter,
Balgkupplungen, Drehmomentmesswelle,
Adapter für Antriebsmotor)
5 Antriebsmotor (Hersteller: Elbtalwerk Typ
ACFA 132.5-B-4)
6 Pulsumrichter (Hersteller: EMERSON Typ
SP4401 37/30 kW)
Verluste in kW
Luftreibungsverluste des Außenlüfters (Messung)
5;;;!
========:
.__ou:a:.......
TU Dresden, 24.10.2013
,
Luftreibungsverluste des Innenlüfters nach
/TB 05/2011/
Luftreibungsverluste des Läufers (Wirbler, Mantelund Stirnfläche) nach /TB 05/2011/
Lagerreibungsverluste (Messung)
0,723
1,821
1,760
0,314
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 32
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Lüftungsopti mierung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
1 Zwischenkammer 1 mit
Kompensationsventilator
2 Traverse mit den Volumenstrommessstrecken und Verschlusseinrichtungen
3 Zwischenkammer 2 mit inneren
Bremsgittern
4 Beruhigungsraum mit Sonden für
die Druckmessung
5 Messobjekt
U'
Ste«e t:Wt 1/&?lt
(ibt die
ß
tUt
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 33
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Lüftungsopti mierung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
•
Messergebnisse
Reduzierte mittlere Erwärmung der Läuferwicklung
-49,6 K
Reduziert mittlere Erwärmung der Ständerwicklung
-6,6 K
Reduzierte Erwärmung des Wicklungskopfes (D-Seite)
Reduzierte Erwärmung des Lagers (D-Seite)
-30 K
-48 K
Leistungsbedarf des Innenlüfters
201
Varianten
Prüf
Bemessun sleistun
in kW
Bemessun sfre uenz in Hz
Bemessun ss annun in V
Ab e ebene Leistun in kW
ohne
Innenlüfter
arameter
_.iii·l;,M I;t.t§;t1ttmt4#1 'JG1 lll,t.ltiX !I
Auf enommene Leistun
Wirkun s rad in °/o
Leistun sfaktor
Nenndrehzahl in min- 1
Nennmoment in Nm
in W
500
50
400/690
500
512,26
518.575
96,42
0,847
1491
3194,94
w
mit
Innenlüfter
500
50
400/690
500
510,92
517.257
96,66
0,847
1493
3180,98
Verluste
Eisenverluste in W
Läuferwicklun sverluste in W
Reibun sverluste in W
Gesamtverluste in W
TU Dresden, 24.10.2013
4140
3226
2929
1500
18.575
3937
3161
2349
1701
17.257
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 34
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Weiterführende Literatur
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
1. Kombinationswicklungen
•
H. Kasten, W. Hofmann: Electrical Machines with Higher Efficiency
Through Combined Star-Delta Windings. In: IEEE International
Electric Machines and Drives Conference IEMDC 2011 , pp.13901395, May 2011, Niagara Falls,
•
H. Kasten, W. Hofmann: Combined Stator Windings in Electric
Machines with Same Coils,Int. Conf. on Electric Machines, Marseille,
2012.
•
H. Kasten, W. Hofmann: Wirkungsgradsteigerungen durch kombinierte Wicklungen, AntJournal (Vereinigte Fachverlage), H.1, 5.22 25, 2013.
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 35
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Weiterführende Literatur
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
2. Dynamische Stromverdrängung
• Y. Zhang, Y.; W. Hofmann: Auslegung einer Asynchronmaschine für
Querschneiderantriebe bei hoher Drehmoment-dynamik und
transienter Stromverdrängung VDE/VDI-Tagung Antriebssysteme
2013, ETG-Fachbericht 138, S. 40-45
• Y. Zhang, W. Hofmann: Energy-efficient control of induction motors
with high torque dynamics and transient skin effect. IECON - the
39th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society ,
Vienna, 2013
3. Querkühlung
•
M. Festa, H.-D. Eberhardt, W. Hofmann: Advances in Power Density
and Efficiency - Circumferentially vs. Conventionally Cooled Electric
Motors, In: International Conference on Electrical Machines and
Systems ICEMS 2010 , CD-ROM, 6 pages, INSPEC Accession
Number: 11694731
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 36
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Zusammenfassung
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
•
Возможно гораздо больше вариантов комбинированных обмоток
- Применение распределения и концентрированных обмоток
- Применение для низко и многополюсных машин
•
Улучшения влияют на целый ряд
- увеличеный фактор снижения в обмотках омических потерь
- Уменьшение гармоник снижает потери
• Улучшение охлаждения приводит кк снижению потерь и трения, но
увеличивает расход стали
•
Динамические потери должны быть рассмотрены для специальных решений
- Сочетание контроля и интерпретации
•
Много маленьких шагов могут привести к более энергоэффективным решениям
- Необходимо Рассмотривать стоимость, побочные эффекты и выгоды
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 37
TECHNISCHE
UNIVERSITÄT
DRESDEN
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Elektrotechnisches Institut Lehrstuhl Elektrische Maschinen und Antriebe
»Wissen schafft Brücken.((
TU Dresden, 24.10.2013
Systemuntersuchungen zur Verlustreduktion in Asynchronmaschinen
Folie 38
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа