Ztráty v asynchronních strojích napájených z měniče frekvence
Loading...
Date
Authors
Lípa, Miroslav
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Diplomová práce se zabývá měřením asynchronního motoru se dvěma různými zdroji napájení, a to s frekvenčním měničem a generátorem. Tyto dva zdroje napájení byly následně simulovány pomocí metody konečných prvků a porovnány. První kapitola se zabývá popisem asynchronního stroje napájeného frekvenčním měničem a také doporučenými úpravami pro tento druh napájení, aby se předešlo co nejvíce nežádoucím jevům. Druhá kapitola se věnuje ztrátám asynchronního stroje. Třetí kapitola popisuje přístup k měření a vyhodnocování harmonických ztrát způsobených napájením z měniče a také standardizovaný přístup podle mezinárodních norem. Druhá polovina třetí kapitoly také popisuje výpočetní analýzu, která je v této práci použita ve formě analýzy konečných prvků. Nakonec jsou popsány nejistoty měření při použití standardní metody vstup-výstup. Ve čtvrté kapitole je představeno modelování v softwaru ANSYS MAXWELL, kde je nejprve popsána tvorba modelu specifikovaného stroje, poté jeho simulace se sinusovým napájením, a v druhé polovině je vysvětlena simulace s PWM napájením a jak bylo PWM replikováno pomocí naměřených průběhů. V páté kapitole jsou prezentovány všechny výsledky měření s vyhodnocením. Na konci kapitoly je uvedeno srovnání simulace a měření a jeho nedostatečná přesnost.
The master's thesis deals with the measurement of an induction motor with two different power supplies, a frequency converter and a generator. Then these two power supplies were simulated using the finite element method and compared. The first chapter deals with the description of the asynchronous machine powered by the frequency converter and also the recommended modifications for this kind of power supply to avoid as many undesirable phenomena as possible. The second chapter deals with the losses of the asynchronous machine. The third chapter discusses the approach to measuring harmonic losses due to inverter power supply and also the standardized approach according to international standards. The second half of the third chapter also describes the computational analysis which is used in this thesis in the form of finite element analysis. Finally, the measurement uncertainties in the standard input-output method are described. In the fourth chapter, the modeling in ANSYS MAXWELL software is presented, where first the creation of a model of the specified machine is described, then its simulation with sinusoidal power supply, and in the second half the simulation with PWM power supply is explained and how the PWM was replicated using the measured waveforms. In the fifth section, all the measurement results are presented with figures to give a better idea of the results. At the end of the chapter, a comparison of the simulation and measurements and its lack of accuracy is presented.
The master's thesis deals with the measurement of an induction motor with two different power supplies, a frequency converter and a generator. Then these two power supplies were simulated using the finite element method and compared. The first chapter deals with the description of the asynchronous machine powered by the frequency converter and also the recommended modifications for this kind of power supply to avoid as many undesirable phenomena as possible. The second chapter deals with the losses of the asynchronous machine. The third chapter discusses the approach to measuring harmonic losses due to inverter power supply and also the standardized approach according to international standards. The second half of the third chapter also describes the computational analysis which is used in this thesis in the form of finite element analysis. Finally, the measurement uncertainties in the standard input-output method are described. In the fourth chapter, the modeling in ANSYS MAXWELL software is presented, where first the creation of a model of the specified machine is described, then its simulation with sinusoidal power supply, and in the second half the simulation with PWM power supply is explained and how the PWM was replicated using the measured waveforms. In the fifth section, all the measurement results are presented with figures to give a better idea of the results. At the end of the chapter, a comparison of the simulation and measurements and its lack of accuracy is presented.
Description
Keywords
Asynchronní motor, harmonické ztráty, frekvenční měnič, ztráty indukčního motoru, měření asynchronních motorů, elektromagnetický model, metoda konečných prvků, porovnání simulace, přídavné ztráty., Induction motor, harmonic losses, frequency converter, induction motor losses, measurement of induction motor, electromagnetic model, finite element method, simulation comparison, additional losses.
Citation
LÍPA, M. Ztráty v asynchronních strojích napájených z měniče frekvence [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Ondřej Vítek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Bohuslav Bušov, CSc. (místopředseda)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Martiš, Ph.D. (člen)
Ing. Marek Toman, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-03
Defence
Student prezentoval práci na téma Ztráty v asynchronních strojích napájených z měniče frekvence. Student prezentoval efekty měničů, používaných pro napájení asynchronních strojů. Zmínil pozitivní, ale i negativní efekty. Prezentoval měření, které bylo prováděno na stroji, Tento stroj byl speciálně vyvinut pro měření vyšších harmonických. Dále popsal umístění senzorů, prostřednictvím kterých probíhalo měření. Dále popsal metodologii měření společně s bokovým schématem. Tato metodologie byla vyvinuta na základě normy. Popsal měření mechanických ztrát, měření ztrát při napájení stroje pomocí frekvenčního měniče a při napájení z generátoru, který simuluje síť. Výsledky získané z obou měření student porovnal. Na závěr prezentoval napájení použité pro MKP analýzu.
Student odpověděl na otázky oponenta. Na otázku č. 1 odpověděl zcela samostatně a vysvětlil. Na druhou otázku oponenta odpověděl s doplněním oponenta. Třetí otázka byla také zodpovězena. V rámci odpovědi na čtvrtou otázku studen prezentoval tabulku nových výpočtů a okomentoval. Pátá otázka byla zodpovězena, stejně jako otázka poslední.
V rámci diskuze k práci byl vznesen dotaz na změnu mechanických ztrát při změně kroku simulace.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení