Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Experimental Comparison of Losses in a Grid-connected and M2C-fed 11kW Induction Motor
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electrical Energy Conversion.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Experimentell jämförelse av förluster i en nät- och M2C matad 11kw asynkronmotor (Swedish)
Abstract [en]

This thesis analyzes the power losses in induction machines and how the losses depend on the

harmonic content of the applied voltages. Two cases are compared, one case where a machine

is fed with a sinusoidial voltage and one case with a modular multilevel converter (M2C). The

sine is representing an ideal grid while the M2C represents a case with harmonic content.

The usage of converters for electrical drive systems is increasing due to advantages when

the rotor speed could be variable by changing the frequency of the voltage. This is usually

increasing the efficiency of the overall system, but is also adding harmonics fed to the machine

and switching losses in the converter. Low switching losses in the inverter usually create higher

harmonic content that instead increases the losses of the machine. The M2C is then proposed

as a converter topology that can keep the harmonic content low while keeping the switching

losses relatively low.

This study focuses on the iron losses, the part of the total losses that is most hard to predict

or measure. Today’s methods used to calculate the iron losses are often rough approximations

that do not take the impact of the harmonic content of voltage into consideration, even though

the iron losses are dependent on the harmonics.

Experimental results in the study show that the losses of a M2C-fed case do not differ much

from a sine-fed case. The difference could be explained by low increase of iron losses caused

by the small harmonic content from the M2C. The increase of iron losses was linked to the

harmonic content of the voltage.

Abstract [sv]

Detta examensarbete analyserar effektförluster i induktionsmaskiner och hur förlusterna

beror på övertonsinnehållet i den matande spänningen. Två fall kommer att jämföras, ett

fall där en maskin är matad från en sinus spänning och ett fall med en modulär multinivå

omvandlare (M2C). Sinusen representerar ett idealt nät medan M2C representerar ett fall med

övertonsinnehåll.

Användning av omvandlare för elekriska drivsystem ökar på grund av fördelarna när rotorhastighet

kan varieras genom att ändra frekvensen från den matande växelriktaren. Detta

ökar vanligtvis verkningsgraden på det sammanlagda systemet, men detta bidrar även med

övertonsinnehåll matat till maskinen och switchförluster i omvandlaren. Låga switchförluster i

omvandlaren medför oftast ett högt övertonsinnehåll som istället ökar förlusterna i maskinen.

M2C är därför föreslaget som en teknik som håller övertonsinnehållet lågt medan switchförlusterna

är relativt låga.

Denna studie fokuserar på järnförluster, den del av de totala förlusterna som är som svårast

att förutse eller mäta. De metoder som finns för att beräkna järnförlusterna är vanligtvis

grova skattningar som inte tar hänsyn till inverkan från spänningens övertoninnehåll, även om

järnförluster beror på övertonerna i stor utsträckning.

Experimentella resultat i studien visar att förlusterna i ett M2C-matat fall inte avviker i

stor utsträkning jämte ett sinusmatat fall. Skillnanen kan förklaras utifrån den lilla ökningen

av järnförluster från det låga övertonsinnehållet från M2C:n. Järnförlusterna ses vara kopplade

till övertonsinnehållet i spänningen.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 74 p.
Series
EES Examensarbete / Master Thesis, XR-EE-E2C 2014:005
Keyword [en]
power losses, electric machines, AC-machines, induction machines, harmonic content, iron losses, modular multilevel converter (M2C)
Keyword [sv]
effektförluster, elektriska maskiner, AC-maskiner, asynkronmaskiner, övertonsinnehåll, järnförluster, modulär multinivå omvandlare (M2C)
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-160705OAI: oai:DiVA.org:kth-160705DiVA: diva2:790892
Educational program
Master of Science in Engineering - Electrical Engineering; Master of Science - Electric Power Engineering
Examiners
Available from: 2015-02-26 Created: 2015-02-26 Last updated: 2015-02-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(14635 kB)274 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 14635 kBChecksum SHA-512
5205aa209ede9c6c8091bb6f8524d1fd05f0c997ec15414886a56aaa2f18c62acd0f2499fa868f397cba4cab762734a13d8fc9b4e9ae54a33aa0f9e7ba6bf2e1
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Electrical Energy Conversion
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 274 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 413 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf