Dependence of the Contact Resistance on the Design of Stranded Conductors

During the manufacturing process multi-strand conductors are subject to compressive force and rotation moments. The current distribution in the multi-strand conductors is not uniform and is controlled by the transverse resistivity. This is mainly determined by the contact resistance at the strand crossovers and inter-strand contact resistance. The surface layer properties, and in particular the crystalline structure and degree of oxidation, are key parameters in determining the transverse resistivity. The experimental set-ups made it possible to find the dependence of contact resistivity as a function of continuous working stresses and cable design. A study based on measurements and numerical simulation is made to identify the contact resistivity functions

Modelling of static and dynamic performance of induction motors

Red. serii : Wodziński, Piotr(...) Prezentowana monografia jest wynikiem wieloletnich badań prowadzonych przez Autorów w Instytucie Mechatroniki i Systemów Informatycznych Politechniki Łódzkiej dotyczących modelowania silników indukcyjnych o różnej konstrukcji, produkowanych przez przemysł elektromaszynowy w Polsce. Szczegółowej analizie poddane zostały zwłaszcza konstrukcje nietypowe, do których można zaliczyć silniki indukcyjne o skośnych żłobkach wirnika, czy też silniki dwuklatkowe o klatkach wirnika sąsiadujących, które porównano z powszechnie stosowanymi rozwiązaniami i wykazano wady oraz zalety przyjętych innowacji. Przeanalizowano również rozwiązania konstrukcyjne dość często stosowane w Fabrykach Maszyn Elektrycznych, takie jak zastosowanie klinów magnetycznych czy dodatkowych pierścieni stalowych w silnikach o powiększonym poślizgu i pokazano jakościowe i ilościowe efekty takich konstrukcji na przykładzie wybranych, aktualnie produkowanych silników. Ze względu na to, że opracowana monografia adresowana jest do pracowników nauki, uczestników studiów podyplomowych oraz do pracowników zakładów produkujących silniki indukcyjne, zawarto w niej zarówno ogólną wiedzę dotyczącą modelowania matematycznego maszyn elektrycznych, jak i wyniki badań własnych dotyczących analizy elektromagnetycznych i elektromechanicznych przebiegów silników indukcyjnych w różnych stanach pracy, w różnych warunkach zasilania i obciążenia. Szczególną uwagę zwrócono na możliwości i zakres stosowania obwodowych modeli maszyn do modelowania statycznych i dynamicznych stanów pracy silników indukcyjnych, w tym również silników zasilanych z przemienników częstotliwości i pracujących przy częstotliwości sieciowej lub przy wyższych częstotliwościach oraz porównano uzyskane przy ich pomocy wyniki z wynikami modelowania obwodowo-polowego i wynikami pomiarów. Rozdziały monografii: drugi - dotyczący obwodowych modeli maszyn elektrycznych oraz dziewiąty - dotyczący automatyzacji procesu projektowania silników indukcyjnych, zostały całkowicie opracowane przez M. Dems, natomiast rozdział trzeci omawiający polowe modele maszyn elektrycznych opracował K. Komęza. Pozostałe rozdziały zawierające wyniki badań własnych zostały opracowane wspólnie, z tym że wszystkie obliczenia z wykorzystaniem modeli obwodowych zostały wykonane przez M. Dems, natomiast obliczenia polowe - przez K. Komęzę.(...)Electrical machines constitute the fundamental component of drive systems. lnduction motors in particular are of great importance due to their robust construction, cheap maintenance, low manufacturing costs, high efficiency and reliable operation. The broad spectrum of applications implies that knowledge of parameters and characteristics, under both static and dynamie conditions, is essential at the design stage. This usually relies on mathematical modelling of relevant physical processes over a range of operating situations. lt is generally accepted that the most efficient approach to such modelling involves combined field-circuit formulations, coupling the distributed field model of the magnetic field inside the machine with circuit equations for the windings and supplying circuitry. Such models are usually very helpful for prototyping, especially if several physical phenomena and nonlinearity need to be accounted for, but they are often cumbersome and computationally inefficient thus limiting their practical applications. The mare common approach in design offices relies on equivalent circuits, that is on a circuit approach using lumped parameters, leading to fast computation. This monograph is a result of many years of research of the authors in the Institute of Mechatronics and lnformation Systems of the Technical University of Lodz undertaken in collaboration with industrial partners of electrical machine manufacturers in Poland. The focus of the book is on development and application of mathematical models of induction motors, including special designs, such as skewed rotor bars and double cage rotors. Advantages and drawback of such designs have been assessed and discussed. Other special design features, such as the use of magnetic wedges or additional steel rings for increased slip machines, have been investigated; computed predictions have been verified against measurements. The book is addressed to researchers, PhD and postgraduate students, and design engineers in electromechanical industry. lt contains generał discussion Jf principles of mathematical modelling of electrical machines as well as the particular experience of the authors gained over many years of research and development work in electromagnetic and electromechanical modelling of induction motors under different working conditions

Application of the computational fluid dynamics in convctive heat transfer coefficient calculations for induction motor housing

W artykule opisano metodę wyznaczania współczynnika przejmowania ciepła przez konwekcję dla użebrowanej obudowy silnika indukcyjnego. Przedstawiono sposób tworzenia modelu obliczeniowego oraz wyniki obliczeń tego współczynnika. Ponadto przedstawiono wyniki obliczeń cieplnych weryfikujących poprawność wyznaczenia współczynnika przejmowania.The paper describes a method of calculations the convective heat transfer coefficient for finned induction motor housing. A computational model and the results of calculations of this coefficient are presented. Moreover, the results of thermal calculations that verify the convective heat transfer coefficient calculations are shown

Modelowanie pola elektromagnetycznego w rdzeniach anizotropowych

[...] Prezentowana monografia jest wynikiem wieloletnich badań, prowadzonych przez autorów w Laboratorium LSEE Uniwersytetu Artois w Bethune we Francji oraz w Instytucie Mechatroniki i Systemów Informatycznych Politechniki Łódzkiej, dotyczących modelowania i pomiarów pól magnetycznych w zblachowanych i złożonych strukturach. Ze względu na to, że opracowana monografia adresowana jest do pracowników nauki, uczestników studiów podyplomowych i doktorantów, zawarto w niej zarówno ogólną wiedzę dotyczącą zjawisk fizycznych w materiałach magnetycznych, tak z punktu widzenia struktury atomu, jak i cząsteczek, domen magnetycznych oraz podejścia makro. Szczególną uwagę zwrócono na zjawisko anizotropii magnetycznej. Zrozumienie zjawisk fizycznych zachodzących w. materiałach magnetycznych pozwala na tworzenie prawidłowych modeli oraz co najważniejsze prawidłowe stosowanie uproszczeń. Najobszerniejsza część pracy jest poświęcona różnym metodom homogenizacji. Ciekawym aspektem pracy jest prezentacja pomierzonych charakterystyk w kierunku normalnym do powierzchni blachy dla różnego rodzaju materiałów: anizotropowych, izotropowych oraz amorficznych. Autorom udało się pomierzyć i zidentyfikować charakterystyki dla całego zakresu pól aż do pełnego nasycenia. Wszystkie wyniki symulacji trójwymiarowej i dwuwymiarowej z użyciem homogenizacji zostały porównane z wynikami pomiarów. Szeroko omówiono wpływ prądów wirowych na rozkład pola w zblachowanych strukturach. Rozdziały monografii: piąty - dotyczący metod homogenizacji, oraz siódmy - dotyczący pomiaru charakterystyki normalnej do powierzchni blachy opracowała Ewa Napieralska Juszczak. Pozostałe rozdziały zawierające wyniki badań własnych zostały opracowane wspólnie, z tym, że wszystkie obliczenia polowe zostały wykonane przez K. Komęzę.[...

Investigation of high frequency loss in electrical machine lamination considering skin effect and hysteresis

International audienceReducing induction motor losses is very important because of the fulfilment of increasingly stringent requirements set by international regulations for reducing electricity consumption. Since core losses begin to dominate in motors operating at higher frequencies the exact calculation becomes more and more important. The common view is that losses due to higher harmonics caused by stator and rotor slotting constitute an important part of losses in the motor core. Proper calculation of the core losses requires inclusion both hysteresis and eddy current phenomena. For the hysteresis simulation, method included in package Opera 3D has been used. Using that model it was possible to investigate flux behavior at high frequency like as for higher harmonics field. Next part is focused on practical determining of proper method for higher harmonics losses limitation