Cos'è ElectroYou | Login Iscriviti

ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Ricerca personalizzata

Misura induttanze macchina anisotropa

Trasformatori, macchine rotanti ed azionamenti

Moderatori: Foto Utentemario_maggi, Foto UtenteSandroCalligaro, Foto Utentefpalone

0
voti

[1] Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto Utentefabrizioking93 » 26 mar 2018, 16:21

Salve a tutti,
dovrei determinare sperimentalmente in laboratorio l'induttanza di asse diretto e l'induttanza di quadratura per un motore sincrono a riluttanza, nella maniera più semplice possibile; in particolare preferirei eseguire le misure a rotore bloccato. Ho trovato delle procedure online, ma sono approssimative e non mi convincono tantissimo. Spero che qualcuno possa aiutarmi e vi ringrazio anticipatamente! O_/
Avatar utente
Foto Utentefabrizioking93
0 3
 
Messaggi: 5
Iscritto il: 25 mar 2018, 14:52

0
voti

[2] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 27 mar 2018, 15:56

Che strumenti/dispositivi hai a disposizione?
Questo è il primo vincolo!

Con un LCR meter puoi fare delle misure, ma non è detto che siano così significative.
Se hai a disposizione un inverter, per contro, potresti fare qualcosa di interessante, ma vagamente più complicato.
Anche con un alimentatore ed un interruttore (più un diodo) potresti ricavare qualcosa...

Si tratta di lavoro o studio?
Qual è lo scopo finale?
Che conoscenza hai del modello di un sincrono a riluttanza o IPM?
Avatar utente
Foto UtenteSandroCalligaro
1.503 4 4
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 653
Iscritto il: 6 ago 2015, 19:25

0
voti

[3] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 28 mar 2018, 19:16

io quando devo misurare un valore induttivo, lo collego in parallelo ad un condensatore noto, alimento con onda rettangolare, attraverso un diodo, vedrai la frequenza di risonanza con oscilloscopio calcolando quindi l'induttanza,

non essendo però un componente elettronico, quindi con tutte le tolleranze, perdite, flussi magnetici dispersi del caso non ho idea se sia una prova esaustiva.

saluti.
Avatar utente
Foto Utentelelerelele
1.755 1 6 8
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 1957
Iscritto il: 8 giu 2011, 8:57
Località: Reggio Emilia

0
voti

[4] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 1 apr 2018, 9:33

La cosa è un po' più complicata, per un motore (l'induttanza varia con la posizione, ci sono tre terminali, la saturazione è dominante, lungo uno dei due assi del rotore), ma comunque dipende poi da cosa te ne devi fare, di quella misura.
Avatar utente
Foto UtenteSandroCalligaro
1.503 4 4
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 653
Iscritto il: 6 ago 2015, 19:25

0
voti

[5] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto Utentefabrizioking93 » 1 apr 2018, 19:14

Salve a tutti! Si tratta di eseguire queste misure con diversi valori di corrente per tenere conto della saturazione e quindi vedere quanto scende il valore dell'induttanza con un certo incremento della corrente di eccitazione; è un lavoro fine a sè stesso per scrivere la mia tesi di laurea; alla fine dovrei confrontare i miei risultati con la mappatura delle induttanze fatta precedentemente dai prof con l'analisi FEM (sperando che i risultati non siano troppo disanti :mrgreen:); a disposizione ho il laboratorio di ingegneria elettrica della mia università. Il modello matematico della macchina lo conosco abbastanza bene.
Avatar utente
Foto Utentefabrizioking93
0 3
 
Messaggi: 5
Iscritto il: 25 mar 2018, 14:52

1
voti

[6] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 2 apr 2018, 1:46

Se le cose stanno così, ti consiglio di leggere un po' di articoli.
In particolare alcuni del gruppo del politecnico di Torino, sulla caratterizzazione di IPM, in rotazione (a banco, con calettamento ad un altro motore "master"), principalmente questo:
E. Armando, R. I. Bojoi, P. Guglielmi, G. Pellegrino, M. Pastorelli, "Experimental identification of the magnetic model of synchronous machines", IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 49, no. 5, pp. 2116-2125, Sep./Oct. 2013.

Se vuoi anche ragionare sull'auto-identificazione, puoi leggere questo, nostro:
N. Bedetti, S. Calligaro and R. Petrella, "Stand-Still Self-Identification of Flux Characteristics for Synchronous Reluctance Machines Using Novel Saturation Approximating Function and Multiple Linear Regression," in IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 52, no. 4, pp. 3083-3092, July-Aug. 2016.

In generale, credo che la cosa più critica sia la misura di tensione, dopo di che vengono secondo me i ritardi.
In alcuni casi la tensione viene effettivamente misurata (dopo essere stata filtrata), in altri invece ci si accontenta della tensione di riferimento del controllo, ma questo richiede una buona compensazione dei dead-time.

In che università stai facendo la tesi?

Se puoi e ti va, potresti dare qualche dettaglio sui valori nominali del motore e sugli strumenti che hai a disposizione.
Avatar utente
Foto UtenteSandroCalligaro
1.503 4 4
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 653
Iscritto il: 6 ago 2015, 19:25

0
voti

[7] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto Utentefabrizioking93 » 2 apr 2018, 8:53

Penso di iniziare in laboratorio dalla prossima settimana, quando inizierò potrò sicuramente dire qualcosa in più sul motore in esame :ok: . Inizialmente su IEEE ho trovato questo articolo: J.A.Sanntos Jr, D.A.Andrade, W.G.Souza, M.J.M. Filho, C.A.Oliveira, G.P.Viajante, M.A.A. Freitas, C.X.Rocha " Simulation and experimental verification of a cageless synchronous reluctance motor", lo schema di misura che descrive alla fine dell'articolo sembra abbastanza semplice, ma allo stesso tempo mi fa venire dei dubbi perché, oltre a non considerare gli effetti di mutua induzione, considera le induttanze delle tre fasi uguali, mentre sappiamo che sono sensibilmente diverse. Un articolo che sembra più accurato tratta il Single phase test: Tomonobu Senjyu, Akihiro Omoda, Katsumi Uezato "Parameter Measurement for synchronous reluctance motors considering stator iron loss". Se ti capitasse di vederli, cosa pensi di queste due procedure? Sono dell'Università dell'Aquila comunque, tesi di laurea triennale, quindi nessuna esperienza pratica fino a questo momento e nessuna conoscenza di azionamenti, elettronica di potenza e di design delle macchine elettriche :oops:
Avatar utente
Foto Utentefabrizioking93
0 3
 
Messaggi: 5
Iscritto il: 25 mar 2018, 14:52

1
voti

[8] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 4 apr 2018, 22:52

Guardando gli articoli, direi che quello (ma ce ne sono due uguali, in realtà) di Senjyu, Omoda, Uezato mi sembra fare riferimento alla misura con un solo generatore di tensione ed una sola misura di corrente.
In effetti, se colleghi il motore nella configurazione che mostrano loro, cioè con generatore tra la fase a le fasi b e c cortocircuitate, stai imponendo tensione solo lungo l'asse alpha.
A questo punto, se vai a misurare l'induttanza in varie posizioni del rotore, trovi un massimo ed un minimo, che dovrebbero corrispondere ad 1.5 volte Lq ed Ld, rispettivamente (vado a memoria/intuito, puoi dare un'occhiata anche qui: https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN4680.pdf).

Le due configurazioni che ti permettono di "accedere" separatamente agli assi alpha e beta con un collegamento "monofase" sono
- b e c in corto -> asse alpha
- a aperta e collegamento di b e c -> asse beta

Per allineare il rotore lungo l'asse d puoi applicare una continua nella configurazione con b e c in corto (per poi bloccare il rotore). A quel punto potresti fare le misure sull'asse alpha = asse d, nella stessa configurazione (vedi documento linkato).

Per allinearlo con l'asse q lungo alpha puoi applicare una continua nell'altra configurazione (a aperta), poi bloccare il rotore, collegare di nuovo b e c in corto e fare la misura per l'asse q tra a ed il corto di b e c.

Per asse d intendo quello ad induttanza maggiore, come di solito si fa per i SynRM.

Purtroppo, la caratteristica flusso-corrente non è lineare, specie nei SynRM (te ne puoi fare un'idea se guardi gli articoli che ti ho citato).
Quello che si fa normalmente è, per caratterizzare completamente un motore, creare due mappe flusso-corrente per ciascun asse, cioè lambda_d(Id,Iq) e lambda_q(Id,Iq).
Questa cosa non si può ottenere con la configurazione "monofase" cioè con b e c cortocircuitate o a aperta, ma si ottiene normalmente in rotazione, in controllo di corrente.
Avatar utente
Foto UtenteSandroCalligaro
1.503 4 4
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 653
Iscritto il: 6 ago 2015, 19:25

0
voti

[9] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto Utentefabrizioking93 » 5 apr 2018, 0:25

Uezato e gli altri mi sembra che alimentino la sola fase "a" tra il morsetto della fase e il centro stella, lasciando completamente aperte le altre due fasi. Dopo, tramite dei calcoli, riescono ad ottenere le due induttanze misurando solo la corrente e la potenza attiva.
La procedura che si trova nell'articolo che mi hai mandato qui non somiglia molto a quella utilizzata nell'altro articolo, quello dei brasiliani? Anche questo tipo di prova è interessante, ma ciò che non afferro è perché l'induttanza equivalente misurata è 1,5 volte l'induttanza di ciascuna fase; questo accade solo se le induttanze dei tre avvolgimenti sono uguali (configurazione serie/parallelo), ma a causa dell'anisotropia della macchina queste dipendono ciascuna dalla posizione del rotore e quindi sono diverse. Dal momento che ho visto usare questa procedura in diversi articoli, mi chiedo cosa mi sfugga. Inoltre gli effetti di mutua induzione tra le tre fasi sono trascurati? Grazie davvero per l'aiuto che mi stai dando!
Avatar utente
Foto Utentefabrizioking93
0 3
 
Messaggi: 5
Iscritto il: 25 mar 2018, 14:52

0
voti

[10] Re: Misura induttanze macchina anisotropa

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 5 apr 2018, 0:58

Il calcolo per arrivare all'induttanza vista nel collegamento "monofase" con b e c in corto non è immediato, intendo dire che bisogna trovare il modo giusto di impostarlo.
Credo che si possa fare abbastanza facilmente andando a prendere il modello delle induttanze proprie e mutue (matrice delle induttanze) di fase (a,b,c), imponendo una posizione pari a 0 e 90° elettrici e poi calcolando l'induttanza vista in quel tipo di collegamento (rapporto tra flusso concatenato e corrente).
Tieni conto che, per simmetria, se allinei d o q lungo l'asse della fase a (cioè alpha, visto il collegamento) una parte del contributo di b e c si annulla a vicenda (geometricamente hai una corrente che contribuisce in positivo ed una in negativo sull'asse beta).
Avatar utente
Foto UtenteSandroCalligaro
1.503 4 4
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 653
Iscritto il: 6 ago 2015, 19:25

Prossimo

Torna a Macchine elettriche

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 17 ospiti