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
Study of Analytical Models for Harmonic Losses Calculations in Traction Induction Motors
KTH, School of Electrical Engineering (EES).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This Master Thesis deals with the study of analytical and finite-element (FE) models for calculation of losses in traction induction motors. Motors are fed through inverters for this type of application. Therefore, both fundamental and harmonic losses are considered. The study is done with one particular motor and one initial analytical model. In order to validate the model and improve it, a FE model is developed with the tool FLUX 2D. Several chosen operating points with different modulation patterns are simulated both with FE and analytical models and results are compared. Stator and rotor Joule losses are studied first. A model to calculate stator Joule losses at strand level is proposed as an improvement to the current analytical model. Then iron losses, both in stator and rotor, are calculated. Two different computations methods with data extraction from FE are studied: the Bertotti model and a recently developed method called MVPRS in the report. It is based on a mathematical model for curve fitting of the core loss material data. Results with the two methods are compared with the ones from ana-lytical model. Finally total fundamental and harmonic losses are compared with measurements and conclusions are drawn on the quality and accuracy of the analytical model.

Abstract [sv]

Detta examensarbete handlar om analytiska och Finita Element (FE) modeller för beräkning av förluster i asynkronmotorer för traktion. Motorer matas genom växelriktare för denna typ av applikation. Därför är det nödvändigt att både grundläggande och harmoniska förluster beaktas. Studien görs för en särskild motor och en redan existerande analytisk modell. För att validera modellen och förbättra den, utvecklats en FE modell med verktyget FLUX 2D. Flera arbetspunkter med olika moduleringsmönster simuleras både med FE och analytiska modeller och resultaten jämförs. Först studeras stator och rotor Joule förluster. En modell för att beräkna stator Joule förluster i varje ledare föreslås som en förbättring av den nuvarande analytiska modellen. Sedan beräknas järnförluster, både i stator och rotor, beräknas. Två olika metoder baserad på flödestäthet variationer i tid och rum från FE simuleringar studeras med Bertottis modell och en nyutvecklad metod som kallas MVPRS. Den är baserat på en matematisk modell för kurvanpassning av materialet förlust data. Resultaten med de två metoderna jämförs med de från analytiska modellen. Slutligen jämförs totala fundamentala och harmoniska förluster med mätningar och slutsatser dras om kvalitet och noggrannhet av analytiska modellen.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 70 p.
Series
EES Examensarbete / Master Thesis, TRITA EE 2016:032
Keyword [en]
Analytical model, Bertotti, curve fitting, FEM 2D, harmonic losses, induction mo-tor, iron losses, Joule losses, skin and proximity effects.
Keyword [sv]
Analytisk modell, Bertotti, kurvanpassning, FEM 2D, harmoniska förluster, asynkro-nmotor, järnförluster, Joule förluster, skineffekt och proximity effekt.
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-187662OAI: oai:DiVA.org:kth-187662DiVA: diva2:930966
Examiners
Available from: 2016-05-26 Created: 2016-05-26 Last updated: 2016-11-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5877 kB)180 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5877 kBChecksum SHA-512
8d72e55eafdf120d4d262d91590d2ad05ef55033d201bcf05f66fccc91b35be9280af2e97bdb0f4be346f2d59c3825147b7d14f0c1678ad90c490b6ce366dfb3
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering (EES)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 180 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: 208 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