Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Electric and electromagnetic modelling for railway traction system applications
KTH, School of Electrical Engineering (EES), Electromagnetic Engineering.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The railway traction industry is a field that is under constant development. As the technology

moves forward, so does the demands from customers and requirements that are needed to be

fulfilled. A traction system consists of a number of components where traction system

suppliers need to rely on sub-suppliers to achieve a certain performance.

This thesis report shows with three different case studies how finite element modelling can be

used for railway traction system applications using COMSOL Multiphysics.

The first case presents how to model electromagnetic fields produced by an inductor used for

filtering and see how the generated fields contributes to the heating of the component. The

investigation also shows how to calculate the inductance of the inductor.

The second case shows how to predict the heating effect as a result of impurities inside a

brazing joint when brazing two stator cables in a motor. Three different impurity-levels was

investigated and the results showed that out of a thermal point of view, the level of

imperfections inside the brazing joint has no influence.

The third case presents an investigation regarding what type of inductor should be used for a

specific filtering application. The result was three different configurations where each one has

its advantages and drawbacks. From these results, a recommendation is given based on what a

system designer might have to take into consideration when selecting an appropriate setup.

The conclusions drawn in this thesis is that the modelling of electric and electromagnetic

components can be used to predict electromagnetic fields, inductance, shielding and high

frequency behaviour of inductors and temperature distribution as a result of induction and

resistive heating.

Abstract [sv]

Tågindustrin är ett område som är under löpande utveckling. Allt eftersom tekniken rör sig

framåt blir även den kravställning kunderna ställer på leverantörer. Ett tågdrivsystem består

idag utav ett stort antal komponenter där leverantörer av dessa drivsystem måste förlita sig på

underleverantörer för att uppnå en viss prestanda.

Detta examensarbete visar med tre olika fältstudier hur man med hjälp av mjukvara baserad

på finita elementmetoden kan användas för implementering på ett tågdrivsystem. Ett sådant

verktyg är COMSOL Multiphysics.

Den första fältstudien visar hur man kan modellera elektromagnetiska fält producerade av en

induktor som används i filter-sammanhang och för att se den resulterande upphettningen

förorsakad av de producerade magnetfälten.

Den andra fältstudien beskriver hur mana kan förutspå den resulterande upphettningen

beroende utav ojämnheter i en skarv där två statorkablar i en motor löds ihop. Tre olika

nivåer på ojämnheter undersöktes och resultaten visar att ur ett termiskt perspektiv har nivån

på ojämnheterna ingen påverkan.

Den tredje och sista fältstudien presenterar en undersökning rörande vilken slags induktor

som skall användas för ett filter i ett specifikt system. Tre olika förslag ges där alla har sina

för- och nackdelar. Utifrån dessa resultat är en rekommendation given baserat på vad en

systemdesigner måste ta hänsyn till när ett aktivt val måste göras.

Slutsatsen av examensarbetet är att modellering utav elektriska och elektromagnetiska

komponenter kan användas för att beräkna elektromagnetiska fält, bestämma induktans,

skärmning samt högfrekvent beteende för induktorer samt upphettning pga induktion samt

resistiv upphettning.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 62 p.
EES Examensarbete / Master Thesis, XR-EE-ETK 2015:006
Keyword [en]
Railway traction systems, finite element method, COMSOL Multiphysics, magnetic fields, induction heating, resistive heating
Keyword [sv]
Tågdrivsystem, finita elementmetoden, COMSOL Multiphysics, magnetfält, induktionsuppvärmning, resistiv uppvärmning
National Category
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
URN: urn:nbn:se:kth:diva-170463OAI: diva2:838496
Educational program
Master of Science in Engineering - Electrical Engineering
Available from: 2015-06-30 Created: 2015-06-30 Last updated: 2015-06-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
Electromagnetic Engineering
Other Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
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

Total: 116 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link