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
Impact of Converter Modulation Strategies on the Losses in a Traction 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
Influens av modulation strategi på förluster i en traktion motor (Swedish)
Abstract [en]

With an increased demand on high-efficiency electrical machines in traction applications, better understanding

in the losses induced by the converter is needed. The harmonic losses from the converter are

non-negligible part of the total losses in an induction machine, and these harmonic losses have been

studied here with a focus on iron, skin-effect and proximity losses. The main goal of the thesis is to

advise how the modulation method can be changed to lower these time harmonic losses in an induction

machine. A model of the induction machine was created in the FEM(Finite Element Method) software

FLUX.

The iron, the proximity and the skin-effect losses were simulated in the FLUX model with different

modulation method to analyse the time harmonic losses due to respective phenomena.

The modulation method at higher operation is square-wave modulation, this is due to that maximum

fundamental voltage has been reached. At lower operation, pulse width modulation is used, and the

switching frequency can be increased to lower the time harmonics losses in the motor.

The iron losses simulated in FLUX show that the losses increase with frequency even if the motor

enters flux weakening operation at higher frequencies.

The proximity phenomena gives rise to a distinct increase of resistive losses in the conductor closest

to the air gap in the stator winding.

The skin-effect phenomena affects the losses at square-wave modulation of high frequencies mostly

as the time harmonics are larger and of low order.

Abstract [sv]

Med en ökad efterfrågan på högeffektiva elektriska maskiner i traktionsapplikationer, måste man ha

en högre förståelse i de förluster som induceras av frekvensomvandlaren. Förlusterna från frekvensomvandlaren

är en icke försumbar del av de totala förlusterna i induktionsmaskinen. Förlusterna har här

analyserats med fokus på järn-, skineffekt- och proximityförluster. Huvudsyftet med examensarbetet är

att ge råd i hur moduleringsmetoden kan ändras för att sänka övertonsförlusterna i en induktionsmaskin.

En modell av induktionsmaskinen skapades i FEM(Finita Elementmetoden) mjukvaran FLUX.

Järn-, proximity- och skineffektförlusterna simulerades i FLUX-modellen med olika moduleringsmetoder

för att analysera övertonsförluster på grund av respektive fenomen.

Moduleringsmetoden vid högre drift är fyrkantmodulering, det är på grund av att maximal fundamental

spänning har uppnåtts. Vid lägre drift har pulsbreddsmodulering använts och switchfrekvensen

kan ökas för att sänka övertonersförlusterna i motorn.

Järnförlusterna som simulerades i FLUX-modellen visar att förlusterna ökar med frekvensen även när

motorn utsatts för fältförsvagning vid högre frekvensker.

Proximityfenomenet ger upphov till en tydlig ökning av resistiva förluster i ledaren närmast luftgapet

i statorlindningen.

Skineffektfenomenet påverkar förlusterna på fyrkantsmoduleringen av höga frekvenser, mest på grund

av att övertonerna är större och av låg ordning.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 67 p.
Series
EES Examensarbete / Master Thesis, XR-EE-E2C 2014:009
Keyword [en]
Induction Machine, FEM, FLUX
Keyword [sv]
Induktionsmotor, FEM, FLUX
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-163530OAI: oai:DiVA.org:kth-163530DiVA: diva2:800603
External cooperation
Bombardier
Educational program
Master of Science in Engineering - Electrical Engineering; Master of Science - Electric Power Engineering
Examiners
Available from: 2015-04-07 Created: 2015-04-07 Last updated: 2015-04-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3731 kB)312 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3731 kBChecksum SHA-512
f7a16ca6fb3853b17fab96eecefd8f25c36eaf0b51be2980dbf680dfcdc1b1b2072c71d92f431d45ebafccf451ccc6aabb377daf79a457d12601bc70e9b5d722
Type fulltextMimetype application/pdf

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

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 312 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: 309 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