Advanced non-overlapping winding induction machines for electrical vehicle applications
Elektrikli taşıt uygulamaları için gelişmiş kesişmeyen sargı yapısına sahip asenkron motorlar
- Tez No: 822436
- Danışmanlar: PROF. DR. Zİ-QİANG ZHU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The University of Sheffield
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 407
Özet
Bu tez, gelişmiş sincap kafesi indüksiyon makinelerine (IM) yapılan bir incelemeyi sunar, özellikle toplam eksantrik uzunluğu azaltmadan tork ve verim özelliklerini feda etmeden, belirli tasarım ve işletme koşullarında meydana gelen ve IM'lerin genel performans özelliklerini etkileyen son zamanlarda bulunan sinüzoidal olmayan çubuk akımı fenomeninin analizi ile. İlk adımda, en uygun yöntem, kesişmeyen sarım, yüksek yuva doldurma faktörü ve basit bir yapı gibi avantajlara sahip olan bir kesirli yuvalı konsantre sarım (FSCW) tekniğini kullanarak belirlenir. Bu tekniği uyguladıktan sonra, FSCW'ler tarafından oluşturulan oldukça bozulmuş manyetomotor kuvvetler (MMF) nedeniyle önemli bir yüksek rotor çubuk bakır kaybının meydana geldiği görülür. Makinenin boyutunu artırmadan MMF harmoniklerini azaltmak için“uyarlanmış kesişmeyen sarım”adı verilen yeni bir teknik geliştirilir. Bu teknik, yardımcı diş ve faz kaydırma tekniklerinin birleşiminden oluşur ve iki yuva bobin adımına sahip ancak uç sarımları kesişmeyen bir statorun elde edilmesini sağlar. Bu yöntem sayesinde birçok MMF harmonik iptal edilir. Bu sayede önemli ölçüde azaltılmış toplam eksantrik uzunluğa sahip düşük bakır kaybı IM elde edilir. Gelişmiş IM'nin performans özellikleri üzerindeki tasarım parametrelerinin etkisi; stator yuva, rotor yuva, kutup sayısı, tur sayısı, yığın uzunluğu, stator ve rotor geometrik parametreler vb. incelenir ve gelişmiş ve geleneksel IM'lerin kapsamlı bir karşılaştırması sunulur. Bu tez ayrıca sinüzoidal olmayan çubuk akımı fenomeninin derinlemesine bir incelemesini de içerir. Genellikle sinüzoidal olduğu varsayılan rotor çubuk akım dalga formunun, bazı işletme ve tasarım koşullarında, örneğin senkron hıza yakın yüksek hızlı işletme veya oldukça yüksek elektrik yükleme işletmesi veya hava boşluğu uzunluğu oldukça küçük olan IM'lerde sinüzoidal olmayan hale geldiği gözlemlenir. Tasarım ve işletme parametrelerinin ve manyetik doyma etkilerinin rotor çubuk akım dalga formu ve sincap kafesi IM'lerin performans özellikleri üzerindeki etkileri incelenir. Farklı makine parçalarındaki tasarım ve işletme parametrelerine bağlı demir doyma seviyeleri incelenir ve etkileri de araştırılırken, sinüzoidal olmayan rotor çubuk akım dalga formuna neden olan baskın parça belirlenir. Bu çalışma, özellikle rotor dişinde manyetik doymanın çubuk akım dalga formu üzerinde önemli bir etkisi olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents an investigation into advanced squirrel-cage induction machines (IMs), with a particular reference to the reduction of the total axial length without sacrificing the torque and efficiency characteristics and analysis of recently found non-sinusoidal bar current phenomenon, which occurs under certain design and operating conditions and affects the overall performance characteristics of the IMs. As a first step, the most convenient method is determined by utilizing a fractional-slot concentrated winding (FSCW) technique, which has advantages such as non-overlapping windings, a high slot filling factor, and a simple structure. After implementing this technique, it is found that due to the highly distorted magnetomotive forces (MMFs) created by the FSCWs, significant high rotor bar copper loss occurs. In order to reduce the MMF harmonics without increasing the size of the machine, a new technique titled“adapted non-overlapping winding”is developed. This technique consists of the combination of the auxiliary tooth and phase shifting techniques, resulting in a stator with concentrated windings of two-slot coil pitches but without overlapping the end-windings. Thanks to this method a large number of the MMF harmonics are cancelled. Thus, a low copper loss IM with significantly reduced total axial length is obtained. The influence of design parameters; such as stator slot, rotor slot, pole numbers, number of turns, stack length, stator and rotor geometric parameters, etc. on the performance characteristics of the advanced IM is investigated and a comprehensive comparison of advanced and conventional IMs is presented. This thesis also covers an in-depth investigation of the non-sinusoidal bar current phenomenon. It is observed that the rotor bar current waveform, usually presumed to be sinusoidal, becomes nonsinusoidal in some operation and design conditions, such as high-speed operation close to synchronous speed, or fairly high electrical loading operation, or in the IMs whose air-gap length is considerably small, etc. Influences of design and operating parameters and magnetic saturation on the rotor bar current waveform and the performance characteristics of squirrel-cage IMs are investigated. The levels of iron saturation, depending on the design and operating parameters, in different machine parts are examined and their influences are also investigated, whilst the dominant part causing the non-sinusoidal rotor bar current waveform is identified. It is revealed that the magnetic saturation, particularly in the rotor tooth, has a significant effect on the bar current waveform.
Benzer Tezler
- 2.ve 3. nesil CDMA temelli mobil haberleşme protokolleri
2.and 3. generation mobile communication protocols based on CDMA
BARIŞ YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. GÜNSEL DURUSOY
- Yapay manyetik alan etkisi altında farklı yüklü atomik üstün akışkan karışımlarının özellikleri
Properties of a mixture of unequally charged atomic superfluids under a syntheticmagnetic field
SERHAN SEYYARE AKSU
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NADER GHAZANFARİ
DOÇ. DR. AHMET LEVENT SUBAŞI
- Kiriş-kolon birleşim bölgelerinin ileri teknoloji malzemelerle güçlendirilmesi
Beam-column joints retrofitted with advanced technological materials
SİNAN MURAT CANSUNAR
Doktora
Türkçe
2023
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Yapı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR GÜLER
- Orthogonality based feature selection for ai applications
Yapay zeka uygulamaları için ortogonalite tabanlı öznitelik seçimi
MEHMET SELAHADDİN ŞENTOP
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK BERK ÜSTÜNDAĞ
- Çoklu-giriş, çoklu-çıkış, dik frekans bölmeli çoğullama (MIMO OFDM) sistemlerinde kanal kestirimi
Channel estimation in multi input multi output (MIMO OFDM) systems
BAHATTİN KARAKAYA
Doktora
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN