Detekce rezonančních kmitočtů a tvarových módů u komponentů asynchronních motorů

Jan Polcer

Master's thesis

Detection of resonance frequencies and mode shapes of induction motor components

Anotácia:

Tato diplomová práce se zabývá problematikou rezonance a tvarových módů u asynchronních strojů. V teoretické části se práce zaobírá nejprve obecným popisem problematiky kmitání a rezonance. Na tuto část navazuje kapitola týkající se rezonance konkrétně u asynchronních strojů. Jsou zde popsány možnosti analytického a numerického výpočtu vlastních kmitočtů statorového svazku asynchronního stroje. V další části práce pojednává o budících silách vznikajících v magnetickém obvodu asynchronního stroje při harmonickém napájení, kde nejdůležitější částí této kapitoly jsou vztahy pro výpočet frekvencí a řádů jednotlivých sil. V poslední kapitole teoretické části je rozebrána problematika experimentální modální analýzy se zaměřením na potřebné vybavení a zásady, které je nutno pří měření dodržovat. Dále práce pokračuje praktickou částí, jejímž hlavním cílem bylo provedení experimentální modální analýzy několika statorových svazků s cílem zjistit vliv vinutí a impregnace na jednotlivé vlastní kmitočty. Na to navazuje modální analýza s využitím metody konečných prvků v programu Ansys Workbench. V závěru práce je provedeno vyhodnocení všech výsledků získaných pomocí měření, simulace a analytického výpočtu.

Abstract:

This thesis deals with resonance and mode shapes of induction machines. The theoretical part of the thesis firstly deals with a general description of oscillation and resonance. Secondly, it describes resonance specifically in induction machines and contemplates the possibilities of analytical and numerical calculation of the natural frequencies of the stator stack of induction machine. The following part of the thesis deals with the description of the radial forces generated in the magnetic circuit of induction machine with sinusoidal supply voltage, where the most important part of the chapter are relations for calculating the frequencies and orders of individual forces. The last chapter of the theoretical part describes the problematics of experimental modal analysis focusing on the necessary equipment and principles, which must be followed during measurement. The theory is followed by the practical part, the main aim of which was an experimental modal analysis of several stator stacks in order to determine the effect of winding and impregnation on natural frequencies. This is followed by a modal analysis using the finite element method in Ansys Workbench software. All results obtained by measurement, simulation and analytical calculation are evaluated at the end of the thesis.

Kľúčové slová

Asynchronní stroj, budící síly, modální analýza, rezonance, statorový svazek, tvarový mód, vlastní kmitočet

Keywords

Excitation forces, induction machine, modal analysis, mode shape, natural frequency, resonance, stator stack

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 5. 2019
• Vedúci: Petr Bernat
• Oponent: Petr Kačor

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme / odbor:
Elektrotechnika / Elektroenergetika