Übersicht
Die Rotoren schnellaufender Asynchronmaschinen können im Falle mechanischer Festigkeitsprobleme als Massivrotoren mit Kurzschlußkäfig und tangential gerillter Oberfläche ausgeführt werden. Die Rillungsstruktur dient dabei der Unterdrückung von Wirbelstromverlusten im Eisen, die vorwiegend als Oberflächenverluste auftreten. Im Aufsatz werden Rechenverfahren angegeben, die die Nachbildung mit gerilltem Massivrotor versehener Maschinen bei Netz- und Umrichterspeisung gestatten. Schwerpunkte der Betrachtungen sind die rechnerische Ermittlung der Wirbelstromverluste im Rotoreisen und die Optimierung der Rillungsabmessungen. Der Einfluß verschiedener Umrichtersysteme, und zwar strom- und spannungseinprägender Zwischenkreisumrichter, auf die Maschinenverluste wird gezeigt.
Contents
With regard to mechanical stresses rotors of high speed induction motors can be constructed from solid iron with squirrel cage and tangentially grooved surface. The grooves cause a reduction of the eddy current losses in the rotor surface. In this paper a method is described to calculate the behaviour of solid rotor machines with sinusoidal or inverter supply. Especially the iron losses are calculated and the groove dimensions are designed. The influence of current source and voltage source inverters upon the machine losses is shown.
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Abbreviations
- A :
-
Konstante
- a R :
-
Rillungsparameter (Stegbreite)
- B :
-
Konstante
- b R :
-
Rillungsparameter (Rillentiefe)
- C :
-
Integrationskurve in Gl. (16)
- c R :
-
Rillungsparameter (Rillenbreite)
- d :
-
Eindringtiefe
- ds :
-
infinitesimales Wegelement
- E :
-
elektrische Feldstärke (Scheitelwert)
- Fe:
-
Indizierung für „Eisen”
- f :
-
Frequenz
- g 1,g 2 :
-
ganze Zahlen
- H :
-
magnetische Feldstärke (Scheitelwert)
- H O :
-
magnetische Oberflächenfeldstärke (Scheitelwert)
- I :
-
Strom (Effektivwert)
- I 10 :
-
Leerlaufstrom (Effektivwert der Grundschwingung)
- i :
-
Stromdichte (Scheitelwert)
- l :
-
Blechpaketlänge
- M :
-
Drehmoment
- m :
-
ganze Zahl
- N :
-
Indizierung einer Nenngröße
- n :
-
ganze Zahl
- P Fe+Zus :
-
Eisen- und Zusatzverluste
- P 2V :
-
Rotorverlustleistung
- P :
-
Polpaarzahl
- P2V :
-
normierte Rotorverlustleistung
- R :
-
ohm'scher Widerstand
- r W :
-
normierter Realteil der Wellenimpedanz
- T K :
-
Kommutierungszeit
- U :
-
Spannung (Effektivwert)
- Û H :
-
Hilfsspannung (Scheitelwert, vgl. [5])
- Û St :
-
Steuerspannung (Scheitelwert, vgl. [5])
- U Z :
-
Zwischenkreisgleichspannung
- ω:
-
Windungszahl
- X 1h :
-
Hauptfeldreaktanz
- X 1σ :
-
Statorstreureaktanz (nur Nut- und Stirnstreuung)
- x W :
-
normierter Imaginärteil der Wellenimpedanz
- Z J :
-
Jochimpedanz
- Z K :
-
Käfigimpedanz
- Z OL :
-
Oberflächenlängsimpedanz
- Z OQ :
-
Oberflächenquerimpedanz
- Z R :
-
Ringimpedanz
- Z Steg :
-
Stegimpedanz
- Z W :
-
Wellenimpedanz
- Z Z :
-
Zahnimpedanz
- Z 2 :
-
resultierende Rotorimpedanz
- χ:
-
elektrische Leitfähigkeit
- μ:
-
Ordnungszahl einer Strom- oder Spannungsharmonischen, Permeabilität
- v :
-
Ordnungszahl einer Feldwelle
- ξ:
-
Wicklungsfaktor
- σ:
-
Gesamtstreuziffer
- τ p :
-
Polteilung
- ψ11 :
-
Grundschwingungsstatorflußverkettung (Effektivwert)
- ψ10N :
-
Statorflußverkettung bei Nennspannung (sinusförmig), Nennfrequenz und Leerlauf (Effektivwert)
- 1:
-
Indizierung für „Stator”, „Grundschwingung”, „Grundwelle”
- 2:
-
Indizierung für „Rotor”
- Im {}:
-
Imaginärteil einer komplexen Größe
- Re {}:
-
Realteil einer komplexen Größe
- (-):
-
konplexe Größe (Beträge komplexer Größen sind nicht unterstrichen)
- (-)* :
-
konjugiert komplexe Größe
- (→):
-
Vektor
- ()′:
-
auf Statorwindungszahl bezogene Größe
Literatur
Nürnberg, W.: Die Prüfung elektrischer Maschinen. 3. Aufl. Berlin Göttingen Heidelberg: Springer 1955
Agarwal, P. D.: Equivalent Circuits and Performance Calculations of Canned Motors. AIEE Trans. PAS 79 (1960) 635–642
Boller, H. W.; Jordan, H.: Über die phasenrichtige Addition der nutharmonischen Wicklungsoberfelder und der Nutungsoberfelder bei phasenreinen Mehrphasenwicklungen. ETZ-A 84 (1963) 235–238
Bratoljié, T.: Neuere Untersuchungen über Zusatzverluste in massiven Polschuhen von Synchronmaschinen. BBC-Mitt. 53 (1966) 521–530
Bühler, H.: Einführung in die Theorie geregelter Drehstromantriebe. Bd. 1 und 2, 1. Aufl. Basel Stuttgart: Birkhäuser 1977
Liese, M.: Verfahren zur Berechnung von Wirbelströmen in massivem Eisen. Arch. Elektrotech. 59 (1977) 75–85
Sattler, Ph. K.: Balsliemke, G.: Experimental and Theoretical Investigations Concerning the Design of Induction Machines, Especially Machines with High Power Density with Respect to the Inverter Supply and Speed Regulation. 2nd IFAC-Symp. Düsseldorf 1977, 387–398
Balsliemke, G.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen an stromrichtergespeisten Asynchronmotoren hoher Leistungsdichte mit Massivrotoren und Käfigwicklungen. Diss. RWTH Aachen 1978
Lienau, W.: Untersuchung eines stromeinprägenden Wechselrichters, der zur Speisung einer frequenzgesteuerten Asynchronmaschine in einem Bahnantrieb geeignet ist. Diss. RWTH Aachen 1979
Weidemann, B.: Wärmerohrgekühlter Asynchronmotor mit Stromrichterspeisung als Bahnantrieb. Diss. RWTH Aachen 1979
Bergmann, D.: Betriebseigenschaften von wärmerohrgekühlten Asynchronmaschinen mit gerilltem Massivrotor und Kurzschlußkäfig unter besonderer Berücksichtigung der Stromrichterspeisung. Diss. RWTH Aachen 1982
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Bergmann, D., Sattler, P.K. Massivrotoren mit Kurzschlußkäfig und gerillter Oberfläche für Asynchronmaschinen an verschiedenen Umrichtersystemen. Archiv f. Elektrotechnik 67, 101–112 (1984). https://doi.org/10.1007/BF01577118
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01577118