26286

مدل‌سازي پارامتري موتور القايي سه‌فاز در شرايط خطا به كمك تئوري تابع سيم‌پيچي

كارشناسي ارشد

برق قدرت - الكترونيك قدرت و ماشين هاي الكتريكي

1398

1400/12/21

دكتر ابوالفضل واحدي

دكتر مهدي رهنما

مهندسي برق

با استفاده بسيار زياد از موتورهاي القايي در صنعت، تحليل رفتار اين موتورها در شرايط انواع خطا و جلوگيري از آسيب‌هاي جدي‌تر، همواره از اهميت بالايي برخوردار بوده است. در اين پايان‌نامه، يك مدلِ تحليليِ پارامتري، به منظور مدل‌سازي شرايط خطا در موتورهاي القايي سه‌فاز ارائه شده است. ويژگي‌هاي اصلي مدل ارائه شده، در نظر گرفتن سيم‌پيچي دو لايه براي استاتور يا روتور، تعداد دور دلخواه سيم‌پيچي، گام سيم‌پيچي دلخواه، در نظر گرفتن مواردي مانند توزيع‌هادي‌ها در عرض شيار، اثر دهانه شيار بر مقدار متوسط فاصله هوايي مي‌باشد. علت در نظر گرفتن اين موارد در مدلِ مبتني بر تئوري تابع سيم‌پيچي، افزايش دقتِ مدل در محاسبه ماتريس اندوكتانس‌هاي موتور القايي سه‌فاز و مقايسه نتايج آن با نتايج روش اجزاء محدود مي‌باشد. اهداف اصلي مدلِ پارامتري اين پايان‌نامه، ابتدا محاسبه ماتريس اندوكتانس‌‌ها به كمك تئوري تابع سيم‌پيچي و سپس مدل‌سازي معادلات تحليلي موتورهاي القايي سه‌فازِ دلخواه در شرايطِ سالم و شرايطِ خطاي اتصال‌كوتاهِ حلقه مي‌باشد. پارامترهاي ورودي جهت اعمال خطاي اتصال‌كوتاهِ حلقه در مدلِ پارامتري، شامل تعداد دورهاي اتصال‌كوتاه شده و موقعيت شيار وقوع خطا مي‌باشد. در اين مدل پس از محاسبه ماتريس اندوكتانس‌هاي موتور، با در نظر گرفتن سيم‌پيچي چهارم، موتور القايي در شرايط خطا شبيه‌سازي مي‌گردد. در نهايت، نتايج مدل‌سازيِ موتور سالم و موتور با خطاي اتصال‌كوتاه حلقه در بي‌باري و بار كامل با نتايج شبيه‌سازي اجزاء محدود مقايسه مي‌گردد.

1401/01/16

Parametric modeling of three-phase induction motors under faulty conditions based on winding function theory

3/12/2023 12:00:00 AM

With the widespread use of induction motors in industry, analyzing the behavior of these motors in the face of a variety of faults and preventing more serious damage has always been of great importance. In this dissertation, a parametric analytical model is presented to model the error conditions in three-phase induction motors. The main features of the proposed model are considering the two-layer winding for the stator or rotor, the desired number of turns of the winding, the desired winding pitch, considering such things as the distribution of conductors across the slot, the effect of the slot opening on the average air gap. The reason for considering these cases in the model based on the theory of winding function is to increase the accuracy of the model in calculating the inductance matrix of a three-phase induction motor and comparing its results with the results of the finite element method. The main objectives of the parametric model of this thesis are first to calculate the inductance matrix using the theory of winding function and then to model the analytical equations of arbitrary three-phase induction motors under healthy conditions and inter-turn fault conditions. The input parameters for applying the inter-turn fault in the parametric model include the number of short circuit turns and the position of the fault slot. In this model, after calculating the inductance matrix of the motor, by considering the fourth winding, the induction motor is simulated in faulty conditions. Finally, the results of modeling a healthy motor and a motor with an inter-turn fault at no load and full load are compared with the results of finite element simulations.

تئوري تابع سيم‌پيچي , خطاهاي موتورهاي القايي , مدل‌سازي اجزاء محدود , مدل‌سازي پارامتري , مدل‌سازي تحليلي

Analytical modeling , Finite element modeling , Induction motor faults , Parametric modeling , Winding Function Theory

Mohammad Taher Golestani Dariani

Dr. Abolfazl Vahedi