Optimalizace magnetického obvodu klasického asynchronního motoru při napájecí frekvenci do 210 Hz

Abstract

Tato diplomová práce se v její první části zabývá teorií týkající se asynchronního motoru. Stručným způsobem je popsána konstrukce třífázových asynchronních motorů, princip vzniku tažné síly, tok výkonu s rozdělením ztrát a také momentová charakteristika. S respektováním teorie asynchronního motoru je v další části předveden analytický výpočet parametrů náhradního schématu pro konkretní třífázový asynchronní motor s rozměry danými výkresovou dokumentací. Díky dopočtení těchto parametrů je poté možné zjistit jmenovité parametry motoru, což umožňuje následné srovnání. V dalším kroku je vytvořen model motoru v programu RMxprt, který je následně převeden i do programu ANSYS Maxwell 2D. Pro obě prostředí jsou provedeny simulace. Následuje srovnání a zhodnocení výsledků získaných analytickým výpočtem a simulacemi s naměřenými hodnotami. Finální částí diplomové práce je optimalizace magnetického obvodu motoru pro vyšší napájecí frekvence. V rámci optimalizace je zkoumána účinnost upraveného motoru na vyšších frekvencích prostřednictvím modulu RMxprt Optimetrics, a to jak pro plechy výchozí, tak alternativní.

This master’s thesis first deals with the theory concerning induction motor. It briefly desbribes the construction of three-phase induction motors, the generation of tractive force, power flow with loss distribution and also torque characteristic. In the next part an analytical calculation of the parameters of equivalent circuit for an existing induction motor with known dimensions is performed. After the calculation it is possible to find out the rated parameters of the motor, which makes it possible to further compare results with the values obtained by other methods. The next step was to create a model of the motor in RMxprt program, which is later also translated to ANSYS Maxwell 2D model. Simulations were carried out in both interfaces. As the next step the results obtained by the three methods are compared with measured values and also evaluated. The final part of the thesis focuses on the optimization of the magnetic circuit for higher frequencies. Efficiency of the modified induction motor is examined for higher frequencies using RMxprt Optimetrics and this procedure is performed for both default and alternative electrical steel materials.