modelarea Şi analizaold.unitbv.ro/portals/48/specializari/doctorat/2012-negoita andrei.pdf ·...

MODELAREA ŞI ANALIZA ZGOMOTULUI MOTOARELOR

ASINCRONE MONOFAZATE

Teză de doctorat

Ing. Andrei NEGOIŢĂCoordonator ştiinţific: Prof. Dr. Ing. Gheorghe SCUTARU

13/10/2012

MODELAREA ŞI ANALIZA ZGOMOTULUI MOTOARELOR ASINCRONE MONOFAZATE

CUPRINSListă de notaţiiListă de abrevieriIntroducere

Capitolul 1. Mărimi acustice, vibraţii şi zgomote.

Capitolul 2. Stadiul actual privind analiza zgomotuluimotoarelor de inducţie monofazate.

Capitolul 3. Modelarea software a motoarelor de inducţiemonofazate cu condensator permanent de funcţionare.

Capitolul 4. Măsurători experimentale.

Capitolul 5. Concluzii generale. Contribuţii originale în cadrultezei, modul de valorificare. Direcţii de cercetare.

Bibliografie

ANEXE


Introducere» Actualitatea şi necesitatea temei» Problema propusă spre rezolvare» Obiectivele tezei:

- studiul influenţei valorii capacităţii de funcţionare precum şi a valorii unghiuluide înclinare a barelor rotorice asupra nivelului de zgomot al motoarelor asincronemonofazate alimentate atât de la reţea cât şi prin invertor

- modelarea numerică a motoarelor studiate - analiza efectelor pe care soluţiileconstructive propuse, le au atât asupra nivelului de zgomot cât şi asupraperformanţelor acestora (curentul absorbit, factorul de putere, randamentulmotorului)

- elaborarea unui software de analiză rapidă a nivelului de zgomot, pentru uzulproducătorilor de motoare de inductie.

» Metodologia cercetărilor doctorale» Noutatea ştiinţifică a rezultatelor obţinute» Valoarea aplicativă a lucrării» Diseminarea rezultatelor

Capitolul 1. Mărimi acustice, vibratii si zgomote

Definirea mărimilor acustice utilizate pe parcursul lucrării

- intensitatea acustică :

-nivel intensitate acustică:

-presiunea acustică:

-nivel presiune acustică:

- nivel putere acustică:


.ρ

2

cpI

0log10)dB(

IIL x

LII

T

i ttpT

p0

2 d1

0

log20ppL

0

log10PPLp

Capitolul 1. Mărimi acustice, vibratii si zgomote (continuare)

Efectele nocive ale zgomotelor şi vibraţiilor

Normarea zgomotelor


- stresul indus de zgomot, tulburări mentale,gastrice, cardio-vasculare, pierderea auzului,modificarea pragului auditiv

- pentru evaluarea senzaţiei auditive create deun zgomot este necesară atât evaluareanivelului presiunii acustice cât şi acomponenţei spectrale a semnalului

Putere nominală [kW]

Viteză [rpm]750 1000 1500 3000

Pn ≤ 2,2 71 71 71 812,2 ≤ Pn ≤ 5,5 76 76 76 865,5 < Pn ≤ 11 80 80 81 9111 < Pn ≤ 22 84 84 88 9422 < Pn ≤ 37 87 87 91 9637 < Pn ≤ 55 89 90 94 9855 < Pn ≤ 110 92 94 97 100

110 < Pn ≤ 220 96 98 101 103220 < Pn ≤ 400 98 101 105 107

- standard CEI 34-9- normarea se realizează în scopul:

- protejării auzului;- păstrării calitătii comunicării verbale- limitării influenţei zgomotului

Curbele de tărie egală pentru sunete pure.

Capitolul 2. Stadiul actual privind analiza zgomotului motoarelor asincronemonofazate

• Consideraţii generale privind stadiul actual în analiza zgomotului motoarelor de inducţie• Surse de zgomot în cazul motoarelor electrice:

de natură electromagnetică, de natură mecanică, de natură aerodinamică.

Au fost analizate:

– în mod deosebit sursele electromagnetice de zgomot - efectul forţelor magnetice

radiale asupra zgomotului şi frecvenţele la care se produc;

– efectul de rezonanţă al statorului;

– aspecte privind sursele mecanice şi aerodinamice de zgomot;


Capitolul 3. Modelarea software a motoarelor asincrone monofazate cucondensator permanent de funcţionare.

» Modelarea numerică a producerii zgomotului de natură magneticăprin intermediul software-ului FLUX 2D şi interpretarea rezultatelorobţinute.

» Modelarea numerică a producerii zgomotului de natură mecanică prinintermediul software-ului ANSYS şi interpretarea rezultatelorobţinute.

» Program de calcul al zgomotului motoarelor de inducţie monofazateimplementat în mediul de programare LabView.


Capitolul 3. Modelarea software a motoarelor asincrone monofazate cucondensator permanent de funcţionare (continuare)

• Modelarea numerică a producerii zgomotului de natură magnetică prin intermediul software-ului FLUX2D şi interpretarea rezultatelor

- Se studiază motoare asincrone monofazate cu condensator permanent de funcţionare, dinacelaşi gabarit, de aceeaşi putere dar turaţii diferite echipate cu condensatoare de diferitevalori. Analiza are ca scop determinarea amplitudinii şi a frecvenţelor forţelor de naturămagnetică care acţionează pe suprafaţa interioară a statorului atât la alimentarea de la reţeacât şi în cazul alimentării prin invertor.

•În acest scop au fost studiate două motoare cu următoarele caracteristici:


Putere [kW] 0.75 0.75

Viteză de sincronism [rpm] 1500 3000

Tensiune nominală [V] 230 230

Frecvenţă [Hz] 50 50

Valoarea capacitate [uF] 36 31,5

Lungimea fierului [mm] 90 70

Număr crestături statorice 24 24

Număr bare rotorice 30 28


Cu ajutorul software-ului de element finit FLUX 2D s-au creat 2 modele pentru motoarele studiate:

Schema înfăşurării, 1500 rpm Linii de câmp la t=0.5s, 1500 rpm

Schema înfăşurării, 3000 rpm Linii de câmp la t=0.5s, 3000 rpm



Cu ajutorul software-ului de element finit FLUX 2D s-au creat 2 modele pentru motoarele studiate:

Inducție magnetică la t=0.5s, 1500 rpm Inducție magnetică la t=0.5s, 3000 rpm

Componenta normală: 1500 rpm Componenta normală : 3000 rpm



Forţa de natură magnetică - motor 1500 rpm – 25 uF :

Forţa de natură magnetică – motor 1500 rpm – 36 uF:


Valoare capacitate [uF]

Amplitudine forţă[N]

25 1,76

36 2,16

Armonici importanteale forţei


25 36-referinţă-

Ordin Frecvenţa[Hz]

Amplitudineforţă[N]


11 550 0,05 0,08

38 1900 0,02 0,12

50 2500 0,17 0,23

63 3150 0,1 0,13

75 3750 0,06 0,08

100 5000 1,18 1,43

112 5600 0,13 0,2



Forţa de natură magnetică – motor 1500 rpm – 36 uF:




50 2,63

36 2,16



50 36-referinţă-




11 550 0,11 0,08

38 1900 0,12 0,12

50 2500 0,6 0,23

63 3150 0,13 0,13

75 3750 0,16 0,08

100 5000 1,8 1,43

112 5600 0,21 0,2



Forţa de natură magnetică – motor 3000 rpm – 31,5 uF:




25 0,6

31,5 0,73



25 31,5-referinţă-




16 800 0,27 0,46

37 1850 0,28 0,4

47 2350 0,33 0,48

60 3000 0,34 0,42

90 4500 0,18 0,36

100 5000 0,38 0,49

114 5700 0,43 0,68



Forţa de natură magnetică – motor 3000 rpm – 31,5 uF:




50 0,97

31,5 0,73

Armonici mportanteale forţei


50 31,5-referinţă-




16 800 0,56 0,46

37 1850 0,5 0,4

47 2350 0,62 0,48

60 3000 0,5 0,42

90 4500 0,36 0,36

100 5000 0,72 0,49

114 5700 0,72 0,68

• Cazul excentricităţii statice:

.,ααΛ,α tFtb

Inducţia magnetică în întrefier:

Armonici de permeanţă datoratevariaţiei întrefierului:

.αcosδ

1δαδ

e

.αcosδ

1δμαλΛαΛ 0

0

ekC

gesg



• Cazul alimentării prin invertor:

;12;ωsin21

kntIti nnn

n

Armonici ale tensiunii magnetice datorate:

0ν

11 ηωανsinαE

fwdnEEfwdE tpB,tb

• Forma generală a inducţiei magnetice în întrefier – componenta statorică :

0ν

1 ηωανsinE

bcknEEbck tpB

• Forma generală a inducţiei magnetice în întrefier – componenta rotorică:

0μ

μμ22 φΩμsinαE

nfwdEnEEEnfwdE tαpB,tb

0μ

μμ2 .φΩαμsinE

bckEnnEEEnbck tpB

pE11ν

ppZ

k 11μ 2E



• Presiunea exercitată de forţele de natură electromagnetică :

221

00

2

),α(),α(μ21

μ2),α(),α( tbtbtbtp EE

nr

.),α(),α(),α(2),α(μ21 2

2212

10

tbtbtbtb EEEE

• Componenta normală a inducţiei magnetice în întrefier :

.,α,α,α 21 tbtbtb EEn



• Frecvenţele forţelor de natură electromagnetică -armonici de permeanţă:

, 12 2

s

pZkff rE

.12

s

pZkffrE



• Interacţiunea armonicilor generate de comutaţia dispozitivelor semiconductoare aleinvertorului şi armonicile superioare de timp:

fnfnf swn ''' fff swn 2

fff swn 2

Capitolul 3. Modelarea software a motoarelor asincrone monofazate cucondensator permanent de funcţionare (continuare)Forţa de natură magnetică - motor 1500 rpm – 36 uF

– 15% excentricitate –

Spectru forţă magnetică, pentru cazul motorului cu şi fără excentricitate rotorică:


Valoarecapacitate [uF]

Forţă[N]

(ideal)

Forţă [N]

(excentricitate)25 1,76 57,6936 2,16 69,6450 2,63 70

Cele mai importante armonici ale forţei

Valoare capacitate standard36 [uF]

Fără excentricitate

Excentricitate statică – 15 %


Amplitudine forţă [N]

Amplitudineforţă [N]

2 100 0,05 3,25

25 1250 0,06 1,1

57 2850 0,08 0,7

75 3750 0,08 0,9

87 4350 0,06 1

100 5000 1,43 4,25

112 5600 0,2 2,2


Simulare alimentare invertor – cuplare Flux2D – Matlab/Simulink

Spectru tensiune alimentare PWM sinusoidal (frecvenţa comutaţie 2 kHz):



Comparaţie - spectrul curentului de alimentare Comparaţie amplitudine forţă reţea-invertor

Comparatie - spectrul inducţiei magnetice în întrefier Influenţa frecvenţei de comutaţie a invertorului asupra spectrului de frecvenţe al forţelor de natură magnetică


Capacitate [uF]

Forţa [N]:-reţea-

Forţa [N]:-invertor-

25 1,76 0,52

36 2,16 0,6

50 2,63 1

A8 AndreiN, 6/24/2012


• Modelarea numerică a producerii zgomotului de natură mecanică prinintermediul software-ului ANSYS şi interpretarea rezultatelor

- Se realizează analiza modală a motoarelor asincrone monofazate cu condensatorpermanent de funcţionare, din acelaşi gabarit, de aceeaşi putere dar turaţii diferite.

- statorul motorului 0.75 kW, 1500 rpm are o lungime de 90 mm

- statorul motorului 0.75 kW, 3000 rpm are o lungime de 70 mm

- carcasa este aceeaşi.


Frecvenţele naturale de vibraţie ale ansamblului stator carcasă

Mod Frecvenţă [Hz]1 2253,42 2355,13 2464,64 2478,75 3860,56 5159,77 5224,68 5426,49 6075,510 6157,511 6436,112 6489,413 649814 6566,915 6671,416 6683,417 6687,318 6775,219 6800,420 6862


Capitolul 3. Modelarea software a motoarelor asincrone monofazate cu condensatorpermanent de funcţionare (continuare)

Modul de deformare 1 Modul de deformare 2 Modul de deformare 3



Capitolul 3. Modelarea software a motoarelor asincrone monofazate cu condensator permanent de funcţionare (continuare)


Modul de deformare 12

Capitolul 3. Modelarea software a motoarelor asincrone monofazate cu condensatorpermanent de funcţionare (continuare)



Realizarea unui program rapid şi precis de calcul al zgomotului motoarelor de inducţie monofazate, implementat în mediul de programare LabView.

Modul - calcul zgomot ventilaţie şi mecanic Modul de calcul zgomot magnetic


Parametri de intrare :

NIVEL DE ZGOMOT


Turaţie[rpm]

Diam. ext. ventilator[mm]

Lăţimea ventilatorului [mm]

Parametri de intrare :

NIVEL DE ZGOMOT


Frecvenţă[Hz]

Tensiune [V]

Parametri constructivi ai crestăturilor şi înfăşurărilor

Factor de putere Randament


Realizarea unui program rapid şi precis de calcul al zgomotului motoarelor de inducţie monofazate, implementat în mediul de programare LabView.

Rezultate obţinute în cazul motoarelor studiate


Turaţie[rpm]

Capacitate[uF]

Nivel zgomot

aerodinamic calculat

[dB]

Nivel zgomot mecanic calculat

[dB]

Nivel zgomot

magnetic calculat

[dB]

Nivel zgomot

total calculat

[dB]

Nivel zgomot

total măsurat

[dB]

1500

25 47,7 46,97 41,13 51 49,11

36 47,7 46,97 44,36 51,27 51,26

50 47,7 46,97 49,82 53,1 52,81

3000

25 65,76 51,73 45,58 65,97 62,87

31,5 65,76 51,73 52,74 66,14 62,91

50 65,76 51,73 54,36 66,22 62,97

Capitolul 4. Măsurători experimentale

» Prezentarea mediului de lucru pentru realizarea măsurătorilor experimentale

» Analiza rezultatelor experimentale obţinute în cazul motoarelor monofazate, alimentate de la reţea

» Analiza comparativă a rezultatelor experimentale obţinute în cazul motoarelor monofazate, alimentate prin invertor

» Analiza comparativă a rezultatelor experimentale obţinute pentru două unghiuri de înclinare a barelor rotorice


Capitolul 4. Măsurători experimentale (continuare)

Prezentarea modului de lucru pentru realizarea măsurătorilor experimentale:- realizarea de măsurători de zgomot, cu ajutorului unui sonometru clasă de precizie 1, produs deBruel&Kjaer, model 2250, în cameră semi-anecoică, conform standardelor internaţionale învigoare (ISO 1680)




Răspuns în frecvență -nivelul accelerometrului radial - motor 1500 rpm

ModFrecvenţă–măsurat–

[Hz]

Frecvenţă –calculat–

[Hz]

1 2252 2253,4

2 2356 2355,1

3 2456 2464,6

4 2512 2478,7

5 3876 3860,5

6 5172 5159,7

7 5244 5224,6

8 5488 5426,4

9 6092 6075,5

10 6136 6157,5

- determinarea frecvenţelor naturale de vibraţie a fost realizată prin metoda ciocanului deimpact. Au fost montate un număr de trei accelerometre monoaxiale tip 4508 B01 pe carcasamotoarelor electrice analizate. Semnalul de excitație a fost obținut cu ajutorul unui ciocan deimpact model 8206-003 (Brüel & Kjær). Analiza semnalelor a fost realizată prin softurispecializate (Brüel & Kjær) având drept platformă de achiziție a datelor , sistemul PULSE 12.

Răspuns în frecvență -nivelul accelerometrului radial - motor 1500 rpm


Analiza rezultatelor experimentale obţinute în cazul motoarelor studiate, alimentate de la reţea


Tip motor Capacitate [uF](valoare standard)

Nivel continuuechivalent al

presiunii acustice[dB]

Nivel de zgomot admisconform standardului

CEI 34-9[dB]

0.75kW,1500 rpm 36 51,26 71

Tip motor Capacitate [uF](valoare standard)

Nivel continuuechivalent al

presiunii acustice[dB]

Nivel de zgomot admisconform standardului

CEI 34-9[dB]

0.75kW,3000 rpm 31,5 62,91 81

49,11

51.26

52.81

47

48

49

50

51

52

53

54

25 36 50

Niv

el d

e zg

omot

[dB

]

Valoarea capacităţii [uF]

Influenţa capacităţii - alimentare reţea -motor 0.75 kW, 1500 rpm.

62.87

62.91

62.97

62.82

62.84

62.86

62.88

62.9

62.92

62.94

62.96

62.98

25 31.5 50

Niv

el d

e zg

omot

[dB

]


Influenţa capacităţii - alimentare reţea -motor 0.75 kW, 3000 rpm.



Tip motor

Capacitate [uF]

Nivel zgomot[dB] Nivel de zgomot admis [dB]

Motor 0.75 kW, 1500 rpm

25 49,11 7136 51,26 7150 52,81 71


25 62,87 8131,5 62,91 8150 62,97 81



Capacitate [uF]

Nivel zgomot[dB]

Nivel de zgomotadmis [dB]

Tip motor


Înclinare 60 28 ‘/

Înclinare 30 15’

25 49,11 / 51,82 7136 51,26 / 52,15 7150 52,81 / 54,36 71


Înclinare 40 42’

/ Înclinare 20 35’

25 62,87 / 63,14 8131,5 62,91 / 63,36 8150 62,97 / 63,4 81

49.11

51.26

52.8151.82 52.15

54.36

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

25 36 50

Niv

el d

e zg

omot

[dB

]


Influenţa înclinării barelor rotorice -alimentare de la reţea - motor 1500 rpm.

Rotor standard- inclinare 6 grade, 28 minute

Rotor modificat - inclinare 3 grade, 15 minute

62.87 62.9162.97

63.14

63.36 63.4

62.6

62.7

62.8

62.9

63

63.1

63.2

63.3

63.4

63.5

25 31.5 50

Niv

el d

e zg

omot

[dB

]


Influenţa înclinării barelor rotorice –alimentare de la reţea - motor 3000 rpm.

Rotor standard - inclinare 4 grade, 42 minute

Rotor modificat - inclinare 2 grade, 35 minute

61.81 62.9463.62

53.555.84 56.4

48

50

52

54

56

58

60

62

64

66

25 36 50

Niv

el d

e zg

omot

[dB

]


Influenţa frecvenţei de comutaţie -alimentareprin invertor - motor 0.75 kW, 1500 rpm.

Invertor-4kHz Invertor-8kHz

66.14 66.3867.2

62.98 62.99

64.41

60

61

62

63

64

65

66

67

68

25 31.5 50

Niv

el d

e zg

omot

[dB

]


Influenţa frecvenţei de comutaţie -alimentareprin invertor - motor 0.75 kW, 3000 rpm.

Invertor - 4 kHz Invertor - 8kHz



Capacitate [uF]

Nivel zgomot[dB]

Nivel de zgomotadmis [dB]

Tip motor


Frecv. comut. 4kHz/

Frecv. comut. 8kHz

25 61,81 / 53,5 7136 62,94 / 55,84 7150 63,62 / 56,4 71


Frecv. comut. 4kHz/

Frecv. comut. 8kHz

25 66,14 / 62,98 8131,5 66,38 / 62,99 8150 67,2 / 64,41 81

51.82 52.15

54.36

51.52 52.1

54.01

49.57 49.57 49.57

47

48

49

50

51

52

53

54

55

25 36 50

Niv

el d

e zg

omot

[dB

]


Contribuţia ventilaţiei şi a zgomotului mecanic în cazul motorului alimentat de la

reţea - motor 0.75 kW, 1500 rpm.

Cu ventilatie Fără ventilaţie Zgomot mecanic

63.14 63.36 63.4

48.78 50.23 50.2457.75 57.75 57.75

0

10

20

30

40

50

60

70

25 31.5 50

Niv

el d

e zg

omot

[dB

]


Contribuţia ventilaţiei şi a zgomotului mecanic în cazul motorului alimentat de la reţea - motor

0.75 kW, 3000 rpm.

Cu ventilatie Fără ventilaţie Zgomot mecanic



Capacitate [uF]

Nivel zgomot[dB]

Nivel de zgomot admis [dB]

Tip motor


Cu ventilaţie / Fără ventilaţie/

Zgomot mecanic

25 51,82 / 51,52 / 49,57 7136 52,15 / 52,1 / 49,57 7150 54,36 / 54,01 / 49,57 71


Cu ventilaţie / Fără ventilaţie/

Zgomot mecanic

25 63,14 / 48,78 / 57,75 8131,5 63,36 / 50,23 / 57,75 8150 63,4 / 50,24 / 57,75 81



6.8 7.27.8

2.7

4.25

6.15.1 4.7

4.3

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

25 36 50

Cur

ent [

A]


Influenţa valorii capacităţii asupra curentului absorbit - motor 1500 rpm -

în gol

Curent înfăşurare principalăCurent înfăşurare auxiliarăCurent total

6.45.7 5.6

2.5

3.9

5.76.1 5.6 5.8

0

1

2

3

4

5

6

7

25 36 50

Cur

ent [

A]


Influenţa valorii capacităţii asupra curentului absorbit - motor 1500 rpm –

în sarcină


Capacitate [uF]

Curent – în gol[A]

Curent – în sarcină[A]

Tip motor Motor 0.75 kW, 1500 rpm

Înf. princip. / Înf. auxiliară /

Total

25 6,8/ 2,7/5,1 6,4/2,5/6,136 7,2/4,25/4,7 5,7/3,9/5,650 7,8/6,1/4,3 5,6/5,7/5,8



Capacitate [uF] Factor de putere Randament [%]

Tip motor


25 0,812 65,7836 0,893 65,2250 0,96 58,6

0.812

0.893

0.96

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

25 36 50

Fact

or d

e pu

tere


Influenţa valorii capacităţii asupra factorului de putere – motor 1500 rpm

65.78 65.22

58.6

54

56

58

60

62

64

66

68

25 36 50

Ran

dam

ent {

%]


Influenţa valorii capacităţii asupra randamentului – motor 1500 rpm



Capacitate [uF]

Curent – în gol[A]

Curent – în sarcină[A]

Tip motor Motor 0.75 kW, 3000 rpm

Înf. princip. / Înf. auxiliară /

Total

25 5,3/ 2,7/3,7 4,72/2,5/531,5 5,4/3,2/3,55 4,53/2,9/4,950 8,75/6,1/3,35 3,66/5,7/5,5

5.3 5.4

8.75

2.7 3.2

6.1

3.7 3.553.35

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

25 31.5 50

Cur

ent [

A]


Influenţa valorii capacităţii asupra curentului absorbit - motor 3000 rpm -

în gol


4.724.53

3.66

2.52.9

5.7

5 4.95.5

0

1

2

3

4

5

6

25 31.5 50

Cur

ent [

A]Valoarea capacităţii [uF]

Influenţa valorii capacităţii asupra curentului absorbit - motor 3000 rpm –

în sarcină




Capacitate [uF] Factor de putere Randament [%]

Tip motor


25 0,895 72,8231,5 0,923 72,1150 0,964 61,15

0.895

0.923

0.964

0.86

0.88

0.9

0.92

0.94

0.96

0.98

25 31.5 50

Fact

or d

e pu

tere


Influenţa valorii capacităţii asupra factorului de putere - 3000 rpm

72.82 72.11

61.15

54

56

58

60

62

64

66

68

70

72

74

25 31.5 50

Ran

dam

ent {

%]


Influenţa valorii capacităţii asupra randamentului - 3000 rpm



Frecvenţă rezonanţă–măsurat– [Hz]

Frecvenţă forţă electromagnetică-calculat-

[Hz]

552 550

2512 2500

3796 3750

-Studiu de caz : motor asincron monofazat 0.75 kW, 1500 rpm, 36 uF

Alimentare reţea. Alimentare invertor – frecvenţă comutaţie 4kHz.

Capitolul 5. Concluzii generale. Contribuţii originale în cadrul tezei, modul de valorificare. Direcţii de cercetare (continuare)

Concluzii generale

• Proiectarea motoarelor asincrone monofazate incluse în sistemele de acţionare modernepresupune:

• obţinerea unor soluţii constructive care asigură încadrarea motoarelor în limitele de zgomotimpuse de standardele internaţionale;•menţinerea unor parametri şi caracteristici de funcţionare optime.

• Măsurătorile de zgomot şi vibraţii permit realizarea a două obiective:

- încadrarea produsului finit în limitele de zgomot prevăzute de standardele internaţionale;

- diagnosticarea erorilor de conceptie şi fabricatie prin recunoaşterea unui nivel ridicat de zgomot sau a unor spectre de frecvenţe neobişnuite.



Contribuţii originale în cadrul tezei, modul de valorificare

1) Realizarea unui model de invertor PWM utilizând software-ul Matlab/Simulink, în scopul determinăriimodului în care alimentarea prin intermediul invertorului PWM influenţează nivelul de zgomot produs demotor. În acest scop a fost implementată o tehnică PWM uzuală pentru invertoarele comerciale, anume PWMsinusoidal.

2) Dezvoltarea unui produs software de analiză rapidă a nivelului de zgomot, pentru uzul producătorilor demotoare electrice asincrone monofazate, pe baza rezultatelor obţinute în urma modelării şi verificărilorexperimentale.

3) Efectuarea unui studiu electro-mecanic complex, incluzând corelarea rezultatelor obţinute în modelareamotoarelor asincrone monofazate cu Flux2D (electromagnetic) şi ANSYS 3D (mecanic), în scopuldeterminării frecvenţelor de rezonanţă.

4) Modelarea fiecărei soluţii constructive supusă analizei cu ajutorul software-ului de element finit, FLUX2D în scopul determinării comportamentului acestora din punct de vedere al zgomotului de naturăelectromagnetică, cu validarea rezultatelor obținute prin intermediul măsurătorilor experimentale.



Direcţii de cercetare

1)Extinderea domeniului de utilizare a software-ului de a analiză rapidă a zgomotului şi pentru estimareanivelului de zgomot în cazul implementării altor soluţii constructive utilizate pentru producerea motoarelorelectrice asincrone monofazate.

2)Estimarea nivelului de zgomot produs de motoare monofazate încadrate în acelaşi gabarit prin crearea uneibaze de date cuprinzând măsurători de zgomot ale motoarelor încadrate în gabaritul respectiv.

3)Extinderea analizei rezultatelor combinate obţinute prin Flux2D şi Ansys pentru alte tipuri constructive demotoare electrice asincrone monofazate în scopul optimizării procesului de proiectare a acestora.


Lista lucrărilor publicate1. A. Negoiţă, Gh. Scutaru, I. Peter, R. M. Ionescu, „A New Software Approach to Noise Level Calculation”,International Conference on Advances in Electro-Technologies, ICADET’2010, 27-28 Mai 2010, Journal ofElectrical and Electronics Engineering, Editura Universităţii din Oradea, Vol. 3, Nr. 2, 2010, Oradea,România.2. A. Negoiţă, Gh. Scutaru, R. M. Ionescu, „A Brief Review of Monitoring Techniques for RotatingElectrical Machines”, Bulletin of the Transilvania University of Brasov – Series I: Engineering Sciences,2010, Brasov, Romania.3. A. Negoiţă, Gh. Scutaru, I. Peter, R.M. Ionescu, „Wireless Sensor Network System for Measuring theMagnetic Noise of Inverter-Fed Three-Phase Induction Motors with Squirrel-Cage Rotor”, IFIP Advances inInformation and Communication Technology, DOCEIS’2011, pp. 518-525, 21-23 Februarie 2011, Lisabona,Portugalia.4. A. Negoiţă, R.M. Ionescu, „Influence of rotor static eccentricity on the noise level of a squirrel cageinduction motor”, Proceedings of 10th International Conference on Environment and Electrical Engineering,pp. 1-4, 8-11 Mai 2011, Roma, Italia.5. A. Negoiţă, Gh. Scutaru, R.M. Ionescu, „A LabView tool for designing low noise squirrel-cage inductionmotors”, Proceedings of 8th International Conference on Remote Engineering and Virtual Instrumentation,28 iunie-1 iulie 2011, Brasov, Romania.6. A. Negoiţă, Gh. Scutaru, I. Peter, R. M. Ionescu, O. Pleşa, C. Nistor, „Influence of rotor static eccentricityon the noise level of a single phase squirrel cage induction motor”, International Conference on Optimizationof Electrical Equipment, OPTIM 2012, 24-26 Mai 2012, Braşov, Romania7. A. Negoiţă, Gh. Scutaru, I. Peter, R. M. Ionescu, O. Pleşa, C. Nistor, „Numerical modeling andexperimental analysis of the magnetic noise of the single-phase, inverter-fed permanent split-capacitormotor”, International Conference on Optimization of Electrical Equipment, OPTIM 2012, 24-26 Mai 2012,Braşov, Romania8. A. Negoiţă, A. N’Diaye, A. Djerdir, „The magnetic noise of the inverter-fed permanent split-capacitorinduction motor”, International Conference on Electrical Machines, ICEM 2012, 2-5 Septembrie, 2012,Marsilia, Franţa (lucrare acceptată)


Lista lucrărilor publicate (continuare)

9. Gh. Scutaru, I. Peter, R. M. Ionescu, A. Negoiţă, „The Magnetic Noise of Inverter-Fed Three-PhaseInduction Motors with Squirrel Cage Rotors”, Proceedings of 12th International Conference on Optimizationof Electrical and Electronic Equipment, OPTIM 2010, 20-21 Mai 2010, Braşov, România.10. R. M. Ionescu, Gh. Scutaru, A. Negoiţă, „A Simulation Technique for the Eccentricity of a Three-PhaseSquirrel-Cage Induction Motor”, International Conference on Advances in Electro-Technologies,ICADET’2010, 27-28 Mai 2010, Journal of Electrical and Electronics Engineering, Editura Universităţii dinOradea, Vol. 3, Nr. 1, 2010, Oradea, România.11. Gh. Scutaru, A. Negoiţă, R. M. Ionescu, „Three-Phase Induction Motor Design Software”, Proceedingsof 2010 IEEE International Conference on Automation, Quality and Testing, Robotics, AQTR 2010, 28-30Mai 2010, Cluj-Napoca, România.12. R. M. Ionescu, Gh. Scutaru, I. Peter, A. Negoiţă, „Three-Phase Induction Motors with Squirrel-CageRotor Noise-to-Frequency Characteristics, Bulletin of the Transilvania University of Brasov – Series I:Engineering Sciences, 2010, Brasov, Romania.13. S. Motoasca, Gh. Scutaru, A. Negoiţă, R.M. Ionescu, „Hysteresis Modelling Using a New AnalyticalModel Implemented in LabView”, Proceedings of ICESSE 2011 International Conference on Computer,Electrical Systems Sciences, and Engineering, pp. 1005-1008, 13-15 iulie 2011, Amsterdam, Olanda.14. R. M. Ionescu, A. Negoiţă, A. N’Diaye, D. Torregrossa, A. Djerdir, A. Miraoui, Gh. Scutaru, „NumericalModelling and Experimental Analysis of Vibratory and Acoustics Behaviours of a Special Design Squirrel-Cage Three-Phase Asynchronous Machine”, International Aegean Conference on Electrical Machines andPower Electronics, 8-10 septembrie 2011, Istanbul, Turcia.


Vă mulţumesc!

Doctorand: Andrei NEGOIŢĂCoordonator Stiintific: Prof. Dr. Ing. Scutaru Gheorghe

modelarea Şi analizaold.unitbv.ro/portals/48/specializari/doctorat/2012-negoita andrei.pdf ·...

Documents