Reduzierung von synchronen Oberwellenmomenten in Kurzschlussläufer-Asynchronmaschinen durch Modulation des Läuferleitwerts:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Ilmenau
ISLE
2019
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1
EINLEITUNG
................................................................................................................................
9
1.1
HINTERGRUND
UND
MOTIVATION
DER
ARBEIT
...........................................................................
9
1.2
ZIELSETZUNG
......................................................................................................................
11
1.3
STRUKTUR
DER
ARBEIT
...........................................................................................................
12
2
GRUNDLAGEN
ZUR
KRAFT-
UND
DREHMOMENTBERECHNUNG
.........................................................
14
2.1
ARTEN
DER
KRAFTWIRKUNG
IM
MAGNETFELD
.........................................................................
14
2.1.1
LORENTZ-KRAFT
...........................................................................................................
14
2.1.2
GRENZFLAECHENKRAFT
....................................................................................................
14
2.2
KOORDINATENSYSTEM
.........................................................................................................
16
2.3
SYSTEMATISIERUNG
DER
KRAEFTE
IN
ELEKTRISCHEN
MASCHINEN
.............................................
17
2.3.1
TANGENTIALE
KRAEFTE
...................................................................................................
17
2.3.2
RADIALE
KRAEFTE
.........................................................................................................
18
2.3.3
AXIALE
KRAEFTE
...........................................................................................................
23
2.4
MODELL
ZUR
DREHMOMENTBERECHNUNG
............................................................................
24
3
OBERWELLENSPEKTRUM
VON
KURZSCHLUSSLAEUFER-ASYNCHRONMASCHINEN
................................
28
3.1
OBERWELLEN
DES
STAENDERS
...............................................................................................
28
3.2
OBERWELLEN
DES
LAEUFERS
.................................................................................................
29
3.3
OBERWELLEN
DURCH
GEGENSEITIGE
NUTUNG
.......................................................................
29
3.4
SAETTIGUNGSOBERWELLEN
.....................................................................................................
30
3.5
EXZENTRIZITAETSOBERWELLEN
...............................................................................................
30
4
OBERWELLENDREHMOMENTE
VON
KURZSCHLUSSLAEUFER-ASYNCHRONMASCHINEN
........................
31
4.1
ASYNCHRONE
OBERWELLENDREHMOMENTE
..........................................................................
31
4.2
SYNCHRONE
OBERWELLENDREHMOMENTE
...........................................................................
32
4.3
ORDNUNGSZAHLENSCHEMA
ZUR
BESTIMMUNG
DER
AUFTRETENDEN
OBERWELLENMOMENTE
UND
RADIALKRAFTWELLEN
............................................................................................................
36
5
STAND
DER
TECHNIK
ZUR
REDUZIERUNG
VON
OBERWELLENMOMENTEN
IN
KURZSCHLUSSLAEUFER-
ASYNCHRONMASCHINEN
..........................................................................................................
38
5.1
WAHL
DER
NUTZAHLKOMBINATION
...........................................................................................
38
5.2
SPULENSEHNUNG
................................................................................................................
40
5.3
EINFLUSS
DER
NUTSCHLITZBREITEN
......................................................................................
42
5.4
NUTENSCHRAEGUNG
...............................................................................................................
47
5.5
ASYMMETRISCHE
LAEUFER
....................................................................................................
51
5.6
BEWERTUNG
DES
STANDS
DER
TECHNIK
...............................................................................
53
6
MODULATION
DES
LAEUFERLEITWERTS
............................................................................................
55
6.1
KONSTRUKTIVE
MASSNAHME
ZUR
MODULATION
DES
LAEUFERLEITWERTS
UNTER
BERUECKSICHTIGUNG
FERTIGUNGSTECHNISCHER
ASPEKTE
.......................................................................................
55
6.2
FREQUENZ-UND
PHASENMODULATION
..................................................................................
58
6.3
EINFUEHRUNG
DER
LAEUFERLEITWERTFUNKTION
........................................................................
63
6.3.1
VEREINFACHTE
DARSTELLUNG
DER
LAEUFERLEITWERTFUNKTION
..........................................
63
6.3.2
SPEKTRUM
DER
LAEUFERLEITWERTFUNKTION
....................................................................
64
6.4
MODULATION
DER
LAEUFERLEITWERTWELLEN
DURCH
ANWENDUNG
DER
PHASENMODULATION
....
65
6.4.1
BESTIMMUNG
DES
MODULATIONSINDEX
......................................................................
69
6.4.2
WAHL
DER
ORDNUNG
DER
MODULATIONSLEITWERTWELLE
MIT
HILFE
EINES
ERWEITERTEN
ORDNUNGSZAHLENSCHEMAS
........................................................................................
72
6.5
VERFAHREN
ZUR
REDUZIERUNG
VON
PENDELMOMENTEN
DURCH
DIE
LAEUFERLEITWERTMODULATION
..............................................................................................
73
6.6
GRENZEN
DER
LAEUFERLEITWERTMODULATION
........................................................................
75
7
VALIDIERUNG
DES
VERFAHRENS
...................................................................................................
79
7.1
REDUZIERUNG
DER
PENDELMOMENTE
DES
MOTORS
A
DURCH
MODULATION
DES
LAEUFERLEITWERTS
................................................................................................................
79
7.1.1
ANWENDUNG
DES
VERFAHRENS
...................................................................................
79
7.1.2
ERGEBNISSE
DER
NUMERISCHEN
BERECHNUNG
.............................................................
81
7.2
BESCHREIBUNG
DER
VERSUCHSANORDNUNG
..........................................................................
83
7.3
SCHWINGUNGS-
UND
AKUSTIKMESSUNG
DES
MOTORS
A
OHNE
MODULATION
DES
LAEUFERLEITWERTS
................................................................................................................
85
7.4
SCHWINGUNGS-
UND
AKUSTIKMESSUNG
DES
MOTORS
A
MIT
MODULATION
DES
LAEUFERLEITWERTS
................................................................................................................
88
7.5
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
..............................................................................................
91
8
SENSITIVITAETSANALYSE
GEGENUEBER
ABWEICHUNGEN
VOM
IDEALEN
PHASENHUB
AM
BEISPIEL
DES
MOTORS
A
................................................................................................................................
92
8.1
NUMERISCHE
ANALYSE
.......................................................................................................
94
8.2
MESSTECHNISCHE
ANALYSE
................................................................................................
95
8.3
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
...........................................................................................
100
9
WEITERE
PRAKTISCHE
NUTZEN
DER
LAEUFERLEITWERTMODULATION
...............................................
102
9.1
VERBESSERUNG
DES
KRITISCHEN
ANLAUFVERHALTENS
EINER
KURZSCHLUSSLAEUFER-
ASYNCHRONMASCHINE
......................................................................................................
102
9.1.1
BESCHREIBUNG
DES
KRITISCHEN
ANLAUFVERHALTENS
DES
MOTORS
B
............................
102
9.1.2
WAHL
DER
MODULATIONSPARAMETER
ZUR
REDUZIERUNG
DES
KRITISCHEN
SYNCHRONEN
MOMENTS
................................................................................................................
104
9.1.3
NUMERISCHE
BERECHNUNG
......................................................................................
107
9.1.4
BEWERTUNG
DER
ERGEBNISSE
....................................................................................
112
9.2
ANWENDUNG
DER
LEITWERTMODULATION
AUF
ANDERE
MASCHINENTYPEN
............................
113
10
ZUSAMMENFASSUNG
................................................................................................................
115
10.1
ALLGEMEINE
ERKENNTNISSE
.........................................................................................
115
10.2
ANSAETZE
ZUR
WEITERENTWICKLUNG
DER
LAEUFERLEITWERTMODULATION
IN
ELEKTRISCHEN
MASCHINEN
.................................................................................................................
116
11
ANHANG
.................................................................................................................................
118
11.1
DATEN
MOTOR
A
..........................................................................................................
118
11.2
VERGLEICHENDE
WIRKUNGSGRADMESSUNG
DES
MOTORS
A
MIT
UNTERSCHIEDLICHEN
LAEUFERN
.......................................................................................................................
118
11.3
DATEN
MOTOR
B
..........................................................................................................
120
11.4
UNTERSUCHUNG
MOEGLICHER
KOMBINATIONEN
DER
FELDWELLENPARAMETER
HINSICHTLICH
DER
DREHMOMENTBILDUNG
.................................................................................................
120
11.5
ORDNUNGSZAHLENSCHEMA-
ERLAEUTERUNG
.....................................................................
123
11.6
ORDNUNGSZAHLENSCHEMA
DES
MOTORS
A
......................................................................
124
11.7
ERWEITERTES
ORDNUNGSZAHLENSCHEMA
DES
MOTORS
A
MIT
BERUECKSICHTIGUNG
DER
ZUSAETZLICHEN
LAEUFERLEITWERTWELLEN
...........................................................................
125
11.8
BERECHNUNGSERGEBNISSE
BEI
VARIATION
DER
NUTSCHLITZBREITEN
IN
TABELLENFORM
....
129
11.9
SPEKTRUM
EINES
PERIODISCHEN
RECHTECKSIGNALS
.......................................................
130
11.10
ERSATZFUNKTION
FUER
BESSELFUNKTION
ERSTER
ART
UND
NULLTER
ORDNUNG
.......................
132
11.11
DARSTELLUNG
DER
AKUSTIKMESSUNGEN
AUS
DEN
KAPITELN
7
UND
8
...............................
134
12
LITERATURVERZEICHNIS
..............................................................................................................
136
13
LISTE
DER
VERWENDETEN
FORMELZEICHEN
................................................................................
143
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