BADANIA WSTĘPNE SILNIKA INDUKCYJNEGO W WARUNKACH WAHAŃ NAPIĘCIA Z WYKORZYSTANIEM METOD POLOWYCH

Podobne dokumenty
WSTĘPNE BADANIA WAHAŃ PRĘDKOŚCI OBROTOWEJ SILNIKA INDUKCYJNEGO ZASILANEGO NAPIĘCIEM ZAWIERAJĄCYM SUBHARMONICZNE

BADANIA WSTĘPNE SILNIKA INDUKCYJNEGO ZASILANEGO NAPIĘCIEM ZAWIERAJĄCYM SUBHARMONICZNE Z WYKORZYSTANIEM METOD POLOWYCH

WPŁYW TEMPERATURY UZWOJEŃ SILNIKA INDUKCYJNEGO ZASILANEGO NAPIĘCIEM ZAWIERAJĄCYM SUBHARMONICZNE NA MOMENT ELEKTROMAGNETYCZNY

KONCEPCJA BADAŃ DRGAŃ I WIBRACJI SILNIKA INDUKCYJNEGO ZASILANEGO NAPIĘCIEM ZAWIERAJĄCYM SUBHARMONICZNE

BADANIE WPŁYWU SUBHARMONICZNYCH NA PRACĘ TRANSFORMATORA JEDNOFAZOWEGO W STANIE OBCIĄŻENIA

OBCIĄŻENIA CIEPLNE SILNIKA INDUKCYJNEGO W WARUNKACH JEDNOCZESNEGO WYSTĘPOWANIA SUBHARMONICZNYCH I ODCHYLENIA NAPIĘCIA

WPŁYW SUBHARMONICZNYCH I INTERHARMONICZNYCH NAPIĘCIA NA PRĄDY W UZWOJENIACH SILNIKA INDUKCYJNEGO

BADANIE WPŁYWU SUBHARMONICZNYCH NAPIĘCIA NA PRACĘ TRANSFORMATORA JEDNOFAZOWEGO

SILNIK INDUKCYJNY ZASILANY NAPIĘCIEM ZAWIERAJĄCYM SKŁADOWE INTERHARMONICZNE

WST PNY MODEL POLOWY SILNIKA INDUKCYJNEGO ZASILANEGO NAPI CIEM ZAWIERAJ CYM SUBHARMONICZNE

BADANIA WSTĘPNE SILNIKA O MOCY 5600 kw W WARUNKACH WYSTĘPOWANIA SUBHARMONICZNYCH NAPIĘCIA

BADANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO ZASILANEGO NAPIĘCIEM ZAWIERAJĄCYM SKŁADOWE SUBHARMONICZNE

OBCIĄŻALNOŚĆ MOCĄ SILNIKA INDUKCYJNEGO W WARUNKACH WYSTĘPOWANIA ODCHYLENIA NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI

WPŁYW WAHAŃ NAPIĘCIA NA OBCIĄŻENIA CIEPLNE SILNIKA INDUKCYJNEGO BADANIA WSTĘPNE

WPŁYW PODHARMONICZNYCH NA OBCIĄŻENIE CIEPLNE SILNIKA INDUKCYJNEGO

ZWARTE PRĘTY ROZRUCHOWE W SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

ROZRUCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

BADANIA EKSPERYMENTALNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

PRZEGLĄD KONSTRUKCJI JEDNOFAZOWYCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH Z MAGNESAMI TRWAŁYMI O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE SILNIKA INDUKCYJNEGO DUŻEJ MOCY Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

OBLICZENIOWE BADANIE ZJAWISK WYWOŁANYCH USZKODZENIEM KLATKI WIRNIKA

CHARAKTERYSTYKI EKSPLOATACYJNE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z USZKODZONĄ KLATKĄ WIRNIKA

MODELOWANIE SAMOWZBUDNYCH PRĄDNIC INDUKCYJNYCH

WSPÓŁCZYNNIK MOCY I SPRAWNOŚĆ INDUKCYJNYCH SILNIKÓW JEDNOFAZOWYCH W WARUNKACH PRACY OPTYMALNEJ

PORÓWNANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO Z SILNIKIEM SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI I ROZRUCHEM BEZPOŚREDNIM

ZJAWISKA W OBWODACH TŁUMIĄCYCH PODCZAS ZAKŁÓCEŃ PRACY TURBOGENERATORA

POLOWO OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO WERYFIKACJA POMIAROWA

PRACA RÓWNOLEGŁA PRĄDNIC SYNCHRONICZNYCH WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

WPŁYW KLINÓW MAGNETYCZNYCH NA WŁAŚCIWOŚCI ROZRUCHOWE SILNIKA INDUKCYJNEGO

DIAGNOSTYKA SILNIKA INDUKCYJNEGO Z ZASTOSOWANIEM SYGNAŁU SKUTECZNEJ WARTOŚCI RUCHOMEJ PRĄDU CZĘŚĆ 2 ZASILANIE NIESYMETRYCZNE

Modelowanie samowzbudnych prądnic indukcyjnych

SILNIK RELUKTANCYJNY PRZEŁĄCZALNY PRZEZNACZONY DO NAPĘDU MAŁEGO MOBILNEGO POJAZDU ELEKTRYCZNEGO

ROZRUCH SILNIKÓW SYNCHRONICZNYCH DUŻEJ MOCY PRZY CZĘŚCIOWYM ZASILANIU UZWOJENIA STOJANA

WPŁYW OSADZENIA MAGNESU NA PARAMETRY SILNIKA MAGNETOELEKTRYCZNEGO O ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM

MOMENT ORAZ SIŁY POCHODZENIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO W DWUBIEGOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO Z SILNIKIEM INDUKCYJNYM ŚREDNIEGO NAPIĘCIA POPRZEZ JEGO ZASILANIE Z PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

ŁAGODNA SYNCHRONIZACJA SILNIKA SYNCHRONICZNEGO DUŻEJ MOCY Z PRĘDKOŚCI NADSYNCHRONICZNEJ

PORÓWNANIE SILNIKA INDUKCYJNEGO ORAZ SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI I ROZRUCHEM BEZPOŚREDNIM - BADANIA EKSPERYMENTALNE

AWARYJNE STANY PRACY SILNIKÓW INDUKCYJNYCH PIERŚCIENIOWYCH

Zeszyty Problemowe Maszyny Elektryczne Nr 80/

WPŁYW ROZMIESZCZENIA MAGNESÓW NA WŁAŚCIWOŚCI EKSPOATACYJNE SILNIKA TYPU LSPMSM

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

DWUKIERUNKOWY JEDNOFAZOWY SILNIK SYNCHRONICZNY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

WYKORZYSTANIE EFEKTU WYPIERANIA PRĄDU W ROZRUCHU BEZPOŚREDNIM MASZYN WZBUDZANYCH MAGNESAMI TRWAŁYMI

WPŁYW WZROSTU DAWKI PALIWA NA ZMIANY AMPLITUD SKŁADOWYCH HARMONICZNYCH DRGAŃ SKRĘTNYCH WAŁU ZESPOŁU SPALINOWO-ELEKTRYCZNEGO

WSPÓŁPRACA ODBIORNIKA NIELINIOWEGO Z FILTREM AKTYWNYM I ROZDZIELNICĄ GŁÓWNĄ LABORATORIUM ELEKTROENERGETYKI OKRĘTOWEJ

WŁAŚCIWOŚCI EKSPLOATACYJNE SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH Z ROZRUCHEM ASYNCHRONICZNYM PRZY STEROWANIU CZĘSTOTLIWOŚCIOWYM

ZASTOSOWANIE SKOSU STOJANA W JEDNOFAZOWYM SILNIKU SYNCHRONICZNYM Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

ZAGADNIENIA STANÓW DYNAMICZNYCH TRÓJFAZOWYCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH W WYBRANYCH NIESYMETRYCZNYCH UKŁADACH POŁĄCZEŃ

SILNIK SYNCHRONICZNY ŚREDNIEJ MOCY Z MAGNESAMI TRWAŁYMI ZASILANY Z FALOWNIKA

Diagnostyka silnika indukcyjnego z wykorzystaniem dostępnych napięć stojana

ANALIZA PRACY SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W WARUNKACH ZAPADU NAPIĘCIA

BADANIA GENERATORA INDUKCYJNEGO WZBUDZANEGO KONDENSATORAMI OBCIĄŻENIE NIESYMETRYCZNE

Wykład 2 Silniki indukcyjne asynchroniczne

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI ENERGETYCZNEJ UKŁADU NAPĘDOWEGO POMPY WODY ZASILAJĄCEJ DUŻEJ MOCY

TECHNOLOGICZNE I EKSPLOATACYJNE SKUTKI ZMIAN KSZTAŁTU PRĘTA KLATKI SILNIKA INDUKCYJNEGO DUŻEJ MOCY

SILNIK INDUKCYJNY KLATKOWY

ZWARCIE POMIAROWE JAKO METODA WYKRYWANIA USZKODZEŃ KLATKI WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO

ZASTOSOWANIE SYGNAŁU SKUTECZNEJ WARTOŚCI RUCHOMEJ PRĄDU STOJANA W DIAGNOSTYCE SILNIKA INDUKCYJNEGO PODCZAS ROZRUCHU

PORÓWNANIE JEDNOFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO I JEDNOFAZOWEGO SILNIKA SYNCHRONICZNEGO Z MAGNESAMI TRWAŁYMI. BADANIA EKSPERYMENTALNE

TRÓJFAZOWY GENERATOR Z MAGNESAMI TRWAŁYMI W REśIMIE PRACY JEDNOFAZOWEJ

BADANIA WPŁYWU PRZEKSZTAŁTNIKA IMPULSOWEGO NA WARTOŚĆ STRAT DODATKOWYCH W ŻELAZIE W SILNIKU Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

SAMOCZYNNA SYNCHRONIZACJA SILNIKÓW LSPMSM

ANALIZA WPŁYWU NIESYMETRII NAPIĘCIA SIECI NA OBCIĄŻALNOŚĆ TRÓJFAZOWYCH SILNIKÓW INDUKCYJNYCH

WPŁYW PRZEKSZTAŁTNIKA NA MOC ZNAMIONOWĄ TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO POWER CONVERTER INFLUENCE ON THE NOMINAL POWER THREE PHASE INDUCTION MOTOR

WPŁYW WARUNKÓW ZASILANIA NA PARAMETRY EKSPLOATACYJNE SILNIKA Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

UKŁADY NAPĘDOWE Z SILNIKAMI INDUKCYJNYMI STEROWANE METODAMI WEKTOROWYMI DFOC ORAZ DTC-SVM ODPORNE NA USZKODZENIA PRZEMIENNIKA CZĘSTOTLIWOŚCI

Zaznacz właściwą odpowiedź (właściwych odpowiedzi może być więcej niż jedna)

OBLICZENIA POLOWE SILNIKA PRZEŁĄCZALNEGO RELUKTANCYJNEGO (SRM) W CELU JEGO OPTYMALIZACJI

BADANIE SYMULACYJNE JEDNOFAZOWEJ PRZERWY W ZASILANIU ORAZ PONOWNEGO ZAŁĄCZENIA NAPIĘCIA ZASILANIA NA DYNAMIKĘ SILNIKA INDUKCYJNEGO

HAMOWNICE PRĄDU STAŁEGO I PRZEMIENNEGO ZE ZWROTEM ENERGII DO SIECI

Ćwiczenie EA5 Silnik 2-fazowy indukcyjny wykonawczy

OKREŚLENIE OBSZARÓW ENERGOOSZCZĘDNYCH W PRACY TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

MAGNETOELEKTRYCZNY SILNIK MAŁEJ MOCY Z KOMPAKTOWYM WIRNIKIEM HYBRYDOWYM I Z ROZRUCHEM SYNCHRONICZNYM

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Nr 2/2017 (114) 39

X X. Rysunek 1. Rozwiązanie zadania 1 Dane są: impedancje zespolone cewek. a, gdzie a = e 3

WPŁYW EKSCENTRYCZNOŚCI STATYCZNEJ WIRNIKA I NIEJEDNAKOWEGO NAMAGNESOWANIA MAGNESÓW NA POSTAĆ DEFORMACJI STOJANA W SILNIKU BLDC

WPŁYW PRZEKSZTAŁTNIKA NA MOC ZNAMIONOWĄ TRÓJFAZOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

Wydział EAIiE Katedra Maszyn Elektrycznych Publikacje 2009

Opracować model ATP-EMTP silnika indukcyjnego i przeprowadzić analizę jego rozruchu.

STEROWANIE CZĘSTOTLIWOŚCIOWE SILNIKÓW INDUKCYJNYCH SYNCHRONIZOWANYCH

WPŁYW WARUNKÓW BRZEGOWYCH NA FORMĘ ODKSZTAŁCEŃ DRGAŃ WŁASNYCH I WYMUSZONYCH STOJANA SILNIKA BLDC ANALIZA NUMERYCZNA

Diagnostyka drganiowa trakcyjnych maszyn elektrycznych - przykład asymetrii geometrii promieniowej między stojanem a wirnikiem

Karta Katalogowa Catalogue card

BADANIE WPŁYWU GRUBOŚCI SZCZELINY POWIETRZNEJ NA WŁAŚCIWOŚCI SILNIKÓW RELUKTANCYJNYCH PRZEŁĄCZALNYCH W OPARCIU O OBLICZENIA POLOWE

POLOWO-OBWODOWY MODEL DWUBIEGOWEGO SILNIKA INDUKCYJNEGO

, przekształtnik 4QS, filtr (L 2. , układ hamowania (T h

PRĄDNICA TRÓJFAZOWA MAŁEJ MOCY WZBUDZANA MAGNESAMI TRWAŁYMI

MINIMALIZACJA STRAT MOCY W TRÓJFAZOWYM SYNCHRONICZNYM SILNIKU RELUKTANCYJNYM POWER LOSS MINIMIZATION IN A THREE-PHASE SYNCHRONOUS RELUCTANCE MOTOR

Przetworniki Elektromaszynowe st. n.st. sem. V (zima) 2016/2017

ANALIZA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Silnik indukcyjny - historia

GĘSTOŚĆ PRĄDU W PRĘTACH USZKODZONEJ KLATKI WIRNIKA SILNIKA INDUKCYJNEGO

WIELOETAPOWY PROCES DIAGNOSTYKI UKŁADÓW NAPĘDOWYCH

POLOWO - OBWODOWY MODEL BEZSZCZOTKOWEJ WZBUDNICY GENERATORA SYNCHRONICZNEGO

Metody wyznaczania charakterystyki maksymalnego momentu i maksymalnej. mechanicznej w pracy ciągłej S1 silnika synchronicznego wzbudzanego

ZJAWISKA CIEPLNE W MODELU MASZYNY SYNCHRONICZNEJ Z MAGNESAMI TRWAŁYMI

Kierunek i rodzaj studiów (Specjalność) Rodzaj pracy Nazwa jednostki Opiekun pracy Temat pracy (j.polski i j.angielski)

WPŁYW SZEROKOŚCI OTWARCIA ŻŁOBKÓW NA STATYCZNE I DYNAMICZNE CHARAKTERYSTYKI SILNIKA INDUKCYJNEGO MAŁEJ MOCY

Transkrypt:

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni Scientific Journal of Gdynia Maritime University Nr 98/2017, 64 70 ISSN 1644-1818 e-issn 2451-2486 BADANIA WSTĘPNE SILNIKA INDUKCYJNEGO W WARUNKACH WAHAŃ NAPIĘCIA Z WYKORZYSTANIEM METOD POLOWYCH PRELIMINARY STUDY ON INDUCTION MOTOR UNDER VOLTAGE FLUCTUATION BY USING FIELD METHODS Piotr Gnaciński, Damian Hallmann* Akademia Morska w Gdyni, Morska 81 87, 81-581 Gdynia, Wydział Elektryczny, Katedra Elektroenergetyki Okrętowej, e-mail: {p.gnacinski; d.hallmann} @we.am.gdynia.pl * Adres do korespondencji/corresponding author Streszczenie: Artykuł dotyczy wpływu wahań napięcia zasilania na silnik indukcyjny klatkowy. Przedstawiono w nim przebiegi prądu, momentu obrotowego i prędkości obrotowej. Zamieszczono widma napięcia zasilania i prądu pobieranego przez silnik. Odpowiednie eksperymenty numeryczne wykonano za pomocą metody elementów skończonych. Wyniki obliczeń przedstawiono dla silnika indukcyjnego klatkowego o mocy 3 kw. Słowa kluczowe: jakość napięcia, modelowanie polowe, silnik indukcyjny, subharmoniczne. Abstract: The paper deals with the influence of supply voltage fluctuations on an induction cage machine. Waveforms of currents, torque and rotational speed are presented. Voltage and current spectrum are discussed. The appropriate numerical experiments were made with finite elements method. The results of calculation are shown for an induction cage motor of rated power 3 kw. Keywords: voltage quality, field modeling, induction motor, subharmonics. 1. WSTĘP Wahania napięcia definiuje się jako serie zmian napięcia lub cykliczne zmiany jego obwiedni [Voltage characteristics... 2010]. Należy nadmienić, że cykliczne wahania napięcia można traktować jako złożenie interharmonicznych i subharmonicznych [Tennakoon, Perera i Robinson 2008]. Podstawowymi źródłami wahań napięcia są głównie odbiorniki wielkich mocy, przede wszystkim tzw. odbiorniki niespokojne [Hanzelka 2001; Sürgevil i Akpnar 2009], jak np. piece łukowe [Hanzelka 2001], napędy elektryczne dużej mocy, napędy walcownicze, maszyny ciągowe [Hanzelka 2001]. Innymi przyczynami wahań napięcia mogą być również procesy łączeniowe baterii kondensatorów, nieprawidłowości w pracy przełącznika 64 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 98, March 2017

Badania wstępne silnika indukcyjnego w warunkach wahań napięcia z wykorzystaniem metod polowych zaczepów transformatora, rozruchy silników asynchronicznych, spawarki elektryczne, bojlery, piły i młoty elektryczne, pompy i kompensatory, windy, dźwigi i inne [Yılmaz, Ermis i Cadırcı 2012; Deokar, Waghmare i Jadhav 2010; Bolen i Gu 2006]. W niektórych systemach źródłem wahań może być również oświetlenie fluorescencyjne [Otomański 2010]. W systemach okrętowych wahania napięcia mogą być spowodowane pracą odbiorników dużych mocy, których moc jest zbliżona do mocy zainstalowanych prądnic [Mindykowski 2016]. Uogólniając, można stwierdzić, że głównymi przyczynami wahań napięcia są odbiorniki o zmiennym obciążeniu, których moc jest znacząca w stosunku do mocy zwarcia w punkcie ich przełączenia do systemu zasilającego. Wahania napięcia, subharmoniczne oraz interharmoniczne powodują m.in. wzrost wartości skutecznej prądu pobieranego przez silnik, wzrost strat mocy, temperatury uzwojeń oraz wahania momentu obrotowego i temperatury uzwojeń [Gallo i in. 2004; Pepliński 2014; Gnaciński i Pepliński 2014]. Powyższe zjawiska były badane głównie za pomocą metod obwodowych i doświadczalnych [Pepliński 2014; Gnaciński i Pepliński 2014; Abreu de Emanuel 2002]. Również w pracy [Gnaciński i Pepliński 2012] zamieszczono wstępne wyniki badań eksperymentalnych dotyczących wpływu wahań napięcia na prąd i temperaturę uzwojeń silnika. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki obliczeń polowych prądu, przebiegu prędkości obrotowej oraz momentu obrotowego silnika w warunkach prostokątnej modulacji napięcia. 2. OPIS MODELU Prezentowane wyniki badań dotyczą silnika indukcyjnego klatkowego typu TSg 100L-4B, o mocy znamionowej 3 kw, napięciu znamionowym 380 V, prądzie znamionowym 6,9 A i prędkości znamionowej 1415 obr/min. Silnik ten ma uzwojenia połączone w trójkąt. Wstępny model omawianego silnika został zrealizowany w środowisku ANSYS Maxwell. Ogólne równanie pola magnetycznego zależnego od czasu i uwzględniające takie zjawiska, jak ruch ośrodka czy obecność magnesów trwałych wykorzystywane przez ANSYS Maxwell, ma następującą postać [ANSYS technical documentation]: A υ A = J s σ σ V + H c + σv A (1) t gdzie: H c koercja magnesu trwałego, v prędkość części ruchomych, A wektorowy potencjał magnetyczny, V potencjał elektryczny, υ reluktywność, J s gęstość prądu źródła. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 98, marzec 2017 65

Piotr Gnaciński, Damian Hallmann Z kolei dynamikę ruchu obrotowego opisuje równanie (2) [ANSYS technical documentation]: gdzie: J moment bezwładności, ω prędkość chwilowa kątowa, M e moment elektromagnetyczny, M op moment oporowy, β przyspieszenie kątowe, λ współczynnik tłumienia. Jβ + λω = M e M op (2) Model silnika został wykonany w układzie kartezjańskim. Jest modelem dwuwymiarowym, sporządzonym dla połowy silnika (w celu zmniejszenia czasu obliczeń). Do modelu utworzono siatkę, która ma około 6000 elementów. Dla celów obliczeń przyjęto, że silnik jest zasilany z układu trzech idealnych napięć sinusoidalnych e a (t), e b (t), e c (t), na które nałożono sygnał modulujący. Sygnał modulujący jest przebiegiem prostokątnym o okresie 0,05 s oraz amplitudzie równej 0,025 U MAX (rys. 1). Napięcia zasilania można opisać za pomocą wzorów (3, 4, 5): e a ( t) = U sin(2π 50 t) (1 + umod ( t)) max (3) 2 e b ( t) = U max sin(2π 50 t π ) (1 + umod ( t)) (4) 3 4 e c ( t) = U max sin(2π 50 t π ) (1 + umod ( t)) (5) 3 gdzie u mod sygnał modulujący. Rys. 1. Przebieg sygnału modulującego Fig. 1. Waveform of modulating signal 66 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 98, March 2017

Badania wstępne silnika indukcyjnego w warunkach wahań napięcia z wykorzystaniem metod polowych Obliczenia polowe wykonano za pomocą metody elementów skończonych, natomiast analizę wyników obliczeń (np. analizę widmową) zgodnie z normą IEC 61000-4-7 [IEC Standard 61000-4-7]. 3. WYNIKI OBLICZEŃ Obliczenia wykonano dla momentu znamionowego obciążenia oraz napięcia modulującego o amplitudzie 2,5% wartości maksymalnej. Wyniki prezentowane w pracy obliczono dla stanu ustalonego. Moment bezwładności przyjęty do obliczeń jest sumą momentów bezwładności silnika i prądnicy obciążającej. Na rysunku 2 przedstawiono przebiegi napięcia zasilania oraz prądu pobieranego przez silnik. Ich widma zamieszczono na rysunku 3. Widmo napięcia zawiera subharmoniczne o częstotliwościach 10 Hz i 30 Hz oraz interharmoniczną o częstotliwościach 70 Hz oraz wartościach odpowiednio 0,5, 1,6 i 1,6% składowej podstawowej. Widmo prądu silnika zawiera subharmoniczne o częstotliwości 10 Hz i wartości 6% składowej podstawowej (I 1 ) oraz o częstotliwości 30 Hz i wartości 18% I 1. Widmo to ma również interharmoniczną o częstotliwości 70 Hz i wartości 3,7% I 1 oraz o częstotliwości 610 Hz i wartości 5,9% I 1. Należy podkreślić, że powyższe subharmoniczne i interharmoniczne nie występują przy zasilaniu znamionowym (bez modulacji) Warto również nadmienić, że modulacja napięcia spowodowała wzrost wartości skutecznej prądu (uśrednionej dla okresu modulacji) o około 5% w stosunku do zasilania znamionowego. a) b) Rys. 2. Przebieg: a) napięcia międzyfazowego, b) prądu przewodowego Fig. 2. Waveform: a) of the line voltage, b) the line current Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 98, marzec 2017 67

Piotr Gnaciński, Damian Hallmann a) b) Rys. 3. Widmo: a) napięcia międzyfazowego, b) prądu przewodowego Fig. 3. Spectrum: a) of the line voltage, b) the line current Na rysunku 4 przedstawiono przebiegi momentu obrotowego oraz prędkości obrotowej. Modulacja napięcia spowodowała wahania momentu w zakresie od około 12 Nm do 33 Nm. Wahaniom momentu towarzyszyły wahania prędkości obrotowej silnika o amplitudzie Δn = 12,5 obr/min i okresie T = 0,05 s, tj. równym okresowi modulacji. Prezentowane wyniki obliczeń mogą być przydatne przy analizie wpływu wahań napięcia na obciążenia cieplne oraz drgania silnika indukcyjnego. a) b) Rys. 4. Przebieg: a) momentu obrotowego, b) prędkości obrotowej chwilowej silnika Fig. 4. Torque: a) curve, b) the transient rotational speed of the motor 68 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 98, March 2017

Badania wstępne silnika indukcyjnego w warunkach wahań napięcia z wykorzystaniem metod polowych 4. PODSUMOWANIE W artykule przedstawiono wstępne wyniki obliczeń polowych silnika indukcyjnego w warunkach wahania napięcia zasilania. W ramach dalszych prac badawczych zaplanowano sprzężenie modelu elektromagnetycznego z modelem cieplnym oraz analizę wpływu wahań napięcia na temperaturę uzwojeń, a także drgania silnika. Ponadto przewidziano porównanie wyników obliczeń z wynikami pomiarów. LITERATURA Abreu de, J.P.G., Emanuel, A.E, 2002, Induction Motor Thermal Aging Caused by Voltage Distortion and Imbalance, Loss of Useful Life and Its Estimated Cost, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 38, no. 1, s. 12 20. ANSYS technical documentation, http://www.ansys.com. Bolen, M.H.J., Gu, I.Y.H., 2006, Signal Processing of Power Quality Disturbances, Wiley, New York. Deokar, S.A., Waghmare, L., Jadhav, G.N., 2010, Voltage Flicker Assessment of Induction Motors Used in the Integrated Water Pumping Station, Proc. of Joint International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES) & 2010 Power India, New Delhi, December 20 23. Gallo, D., Langella, R., Testa, A., Emanuel, A., 2004, On the Effects of Voltage Subharmonics on Power Transformers: a Preliminary Study, 11th International Conference on Harmonics and Quality of Power, ICHPQ, s. 501 506. Gnaciński, P., Pepliński, M., 2012, Wpływ wahań napięcia na obciążenia cieplne silnika indukcyjnego badania wstępne, vol. 66, t. 2, nr 32, s. 288 293. Gnaciński, P., Pepliński, M., 2014, Induction Cage Machine Supplied with Voltage Containing Subharmonics and Interharmonics, IET Electric Power Applications, vol. 8, no. 8, s. 287 295. Hanzelka, Z., 2001, Jakość energii elektrycznej. Wahania napięcia, http://twelvee.com.pl/pdf/hanzelka/ cz_3_pelna.pdf. IEC Standard 61000-4-7, General Guide on Harmonics and Interharmonics Measurements and Measuring Instruments for Power Supply Networks and Attached Devices Used for the Measurements. Mindykowski, J., 2016, Case Study Based Overview of Some Contemporary Challenges to Power Quality in Ship Systems, Inventions, 1(2), 12. Otomański, P., Wpływ wahań napięcia na wybrane źródła promieniowania optycznego, 2010, R. 56, nr 9, s. 1077 1080. Pepliński, M., Wpływ subharmonicznych i interharmonicznych napięcia na prądy i temperaturę uzwojeń silników indukcyjnych małych mocy, 2014, rozprawa doktorska, Akademia Morska w Gdyni. Sürgevil, T., Akpnar, E., 2009, Effects of Electric Arc Furnace Loads on Synchronous Generators and Asynchronous Motors, Proc. of International Conference on Electrical and Electronics Engineering ELECO 2009, Bursa, November 5 8, s. I-49 I-53. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 98, marzec 2017 69

Piotr Gnaciński, Damian Hallmann Tennakoon, S., Perera, S., Robinson, D., 2008, Flicker Attenuation Part I, Response of Three-Phase Induction Motors to Regular Voltage Fluctuations, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 23, no. 2, s. 1207 1214. Voltage Characteristics of Electricity Supplied by Public Distribution Systems, 2010, EN 50160. Yılmaz, I., Ermis, M., Cadırcı, I., 2012, Medium-Frequency Induction Melting Furnace as a Load on the Power System, IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 48, no. 4, s. 1203 1214. 70 Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 98, March 2017