Measurement of the transient electrical and shaft torques in an induction motor drive by the indirect two-speed method

Contents This paper presents a new method, called Indirect Two-Speed Method (ITSM), for obtaining electrical and shaft torques in an induction motor drive by means of measuring the speeds of both lumped-inertia elements assigned to a second order model. The measuring is realized by using high-resolution digital tachometers (represented by incremental encoders), two frequency measurement systems based on the Double-Buffered Method, digitalfiltering of the raw speed data and numerical differentiation of the filtered speed data.

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Messung transienter Drehmomente eines Induktionsmotor-Antriebs mittels der Indirekten Zwei-Drehzahlen-Methode

Übersicht Im Beitrag wird ein neues Verfahren zur Ermittlung des elektrischen Moments und des Wellen-Drehmoments eines Induktionsmotor-Antriebs vorgestellt. Das als Indirekte Zwei-Drehzahlen-Methode (ITSM) bezeichnete Verfahren geht aus von einem mechanischen Modell zweiter Ordnung und mißt die Drehzahlen beider als konzentrierte Parameter betrachteten Drehmassen. Für die Durchführung werden hochauflösende digitale Tachometer eingesetzt. Die Frequenzmessung erfolgt durch ein Verfahren mit doppelter Pufferung, und es werden die Rohdaten nach digitaler Filterung numerisch differenziert.

     

Numerische Magnetfeldberechnung durch Diskretisierungsverfahren

Übersicht Zur Berechnung von Magnetfeldern mit beliebigen Materialverteilungen und beliebigen Anregungen wird die Differentialgleichung für das Vektorpotential angegeben und mit Hilfe der finiten Elemente Methode in ein algebraisches Gleichungssystem umgewandelt. Die Anwendung des Durchflutungsgesetzes führt wesentlich einfacher zu identischen Bestimmungsgleichungen. Eine Berücksichtigung der Nichtlinearitäten geschieht mit dem Newton Raphson Verfahren. Für den Sonderfall von anisotropen Stoffeigenschaften werden die Transformationsmatrizen angegeben. Zum Schluß wird ein Lösungsverfahren für schwach besetzte Gleichungssysteme beschrieben.

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Numerical magnetic field calculations using discretization methods

Contents To calculate magnetic fields with arbitrary material distributions and excitations the given vector potential differential equation is transformed into an algebraic system of equations (Finite Element Method). The application of the ampere turns rule leads (considerably more simply) to identical equations. Allowance for non-linearities is provided by the Newton-Raphson method. The transformation matrices are given for anisotropic material properties. Finally, a solver for sparsely populated matrices is deseribed.

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Verzeichnis der verwendeten Symbole A,A Vektorpotential - a, b, c Koeffizienten - B,B magnetische Induktion - b Anregungsvektor - f Formfunktion - G, F Gebiet - H,H magnetische Feldstärke - J Dreiecksfläche - K Integrationsweg - K Koeffizientenmatrix - L Dreieckskoordinaten - M,M Magnetische Polarisation - S Stromdichte - t Zeitkoordinate - v,v Geschwindigkeit - x, y, z Ortskoordinaten - elektrische Leitfähigkeit - =1/ Permeabilität - Reluktivität     

Beitrag zur Berechnung der Parameter der Erregerwicklung der Synchronmaschine mit Vollpolrotor

Übersicht Es wurden einfache, allgemeine Ausdrücke für die elektrischen Parameter der Erregerwicklung der Vollpolsynchronmaschine abgeleitet, in welchen der Einfluß verschiedener Faktoren, die in anderen Arbeiten vernachlässigt wurden, beachtet wird. Die Ergebnisse zeigen, daß dieser Einfluß insbesondere für mehrpaarpolige Maschinen bedeutend ist.

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A contribution to the calculation of the field winding parameters of a synchronous machine with non-salient-pole rotor

Contents Simple and general expressions for the electrical parameters of the field winding of the non-salient-pole synchronous machines were established, in which the influence of different factors neglected in other papers was considered. The results show that this influence is especially important for multi-pair-pole machines.

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Verzeichnis der verwendeten Symbole B _M Höchstwert der magnetischen Induktion in der Längsachse, von der Grundwelle der magnetischen Spannung erzeugt; dabei ist die Breite des äquivalenten Luftspaltes in der Längsachsek _C1 k _C3 - b _p Teilung des Hauptpols - b _p effektiver Bogen des Hauptpols - F ₁ Amplitude der Grundwelle der magnetomotorischen Kraft des Ankers, pro Pol: - f Netzfrequenz - I _f Effektivwert des auf die Ankerwicklung bezogenen Stromes der Erregerwicklung - I _wf Effektivwert des auf die Ankerwicklung nicht bezogenen Stromes der Erregerwicklung - k _a Quotient zwischen dem Scheitelwert der resultierenden magnetischen Induktion und dem Scheitelwert der Grundwelle der magnetischen Induktion im Luftspalt von der Erregerwicklung erzeugt - k _C1 Carterscher Faktor des Stators - k _C2 Carterscher Faktor des Rotors in der bewickelten Zone - k _C3 Carterscher Faktor in der unbewickelten Zone - k _d der Quotient zwischen dem Scheitelwert der Grundwelle der magnetischen Induktion im Luftspalt in der Längsachse, und dem Scheitelwert der magnetischen Induktion im Luftspalt, von der Grundwelle der magnetischen Spannung erzeugt, wobei der Luftspalt konstant gleich dem Wert des äquivalenten Luftspaltes in der Längsachse des Poles ist - k _fr spezifischer Streukoeffizient der Köpfe der Erregerwicklung, bezogen auf die Einheitslänge der Rotor-polteilung - k _w Wicklungsfaktor der Ankerwicklung für die Grundwelle - l _i ideelle Länge der Maschine - l _wf mittlere Länge der Windung der Erregerwicklung - l _2f mittlere Länge des Wickelkopfes der Erregerwicklung - l _2Fe Gesamtlänge der Blechpakete - m Phasenzahl der Ankerwicklung - p Polpaarzahl - R _f Widerstand der Erregerwicklung auf die Ankerwicklung bezogen (Gl. (39) bzw. auf die Ankerwicklung nicht bezogen (Gl. (47)) - R _wf Widerstand der auf die Ankerwicklung nicht bezogenen Erregerwicklung - s _f Querschnitt des Leiters der Erregerwicklung - t ₂ Nutteilung des Rotors - w Windungszahl der Ankerwicklung pro Phase - w _f Windungszahl pro Pol der Erregerwicklung - X _a =L _a Reaktanz (Gl. (43)) - X _adf =L _adf Gegenreaktanz zwischen der Ankerwicklung und der Erregerwicklung (äquivalente ungekoppelte Größe) - X _Ddnf =L _Ddnf Gegenreaktanz zwischen dem von den Stäben mit der Ordnungszahln der Dämpferwicklung in der Längsachse erzeugten Kreis und der Erregerwicklung - X _fad =L _fad Gegenreaktanz zwischen der Erregerwicklung und der Ankerwicklung (äquivalente ungekoppelte Größe) - X _fDdn –L _fDdn Gegenreaktanz zwischen der Erregerwicklung und dem von den Stäben mit der Ordnungszahln der Dämpferwicklung in der Längsachse erzeugten Kreis - X _uf =L _wuf Hauptreaktanz der Erregerwicklung, auf die Ankerwicklung nicht bezogen (Gl. (44)) - X _uf=L _uf Hauptreaktanz der Erregerwicklung, auf die Ankerwicklung bezogen (Gl. (31)) - X _f Streuungsreaktanz der Erregerwicklung, auf die Ankerwicklung bezogen [Gl. (40)] bzw. auf die Ankerwicklung nicht bezogen [Gl. (48)] - Z _N Nennimpedanz pro Phase - Z _f Streuimpedanz der auf die Ankerwicklung bezogenen Erregerwicklung - Z _wf Streuimpedanz der auf die Ankerwicklung nicht bezogenen Erregerwicklung - Z ₂ Zahl der bewickelten Nuten des Rotors - Z₂ ideelle Zahl der Nuten des Rotors mit derselben Teilung wie die bewickelten Nuten, aber auf die ganze Kreislänge des Rotors verteilt - Verhältnis zwischen der Länge des Bogens der bewickelten Zone und der ganzen Länge der Polteilung - _x Breite des äquivalenten Luftspaltes an der Koordinatex - Kleinstwert des Luftspaltes in der Polachse - _c spezifischer geometrischer Leitwert (pro Längeeinheit) der Streuungen der Rotor-Nut - _d spezifischer geometrischer Leitwert (pro Längeeinheit) der Streuungen des Rotor-Zahns - _cd spezifischer geometrischer Leitwert (pro Längeeinheit) der Streuungen von Rotor-Nut und Zahn - _fr spezifischer geometrischer Leitwert (pro Längeeinheit) des Wicklungskopfes - Polteilung des Rotors - _f Koeffizient der zusätzlichen Streuung (Spaltstreuung) der Erregerwicklung im Luftspalt - _N Amplitude der Grundwelle des magnetischen Nennflusses - ₀ Permeabilität des Vakuums - Kreisfrequenz des Netzes     

Untersuchung der Stabilität der doppeltgespeisten Drehstrommaschine mit Hilfe eines linearisierten Modells

Übersicht Die dynamischen Gleichungen der doppeltgespeisten Asynchronmaschine werden um einen stationären Arbeitspunkt linearisiert. Die numerische Berechnung der Eigenwerte des Systems erlaubt eine Stabilitätsuntersuchung für beliebige Maschinenparameter und Arbeitspunkte. Eine digitale Simulation des elektromechanischen Systems bestätigt die durch die Eigenwertberechnung erhaltenen Ergebnisse.

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Stability analysis of the doubly fed asynchronous machine using a linearized modell

Contents The dynamical equations of the doubly fed asynchronous machine are linearized about a steady state operating point. The numerical calculation of the eigenvalues of the system makes a stability analysis possible for every set of machine constants and for every operating point. A digital simulation of the electromechanical system corroborates the results obtained via eigenvalue calculation.

     

Der Stabbruch im Käfigläufer eines Asynchronmotors

Übersicht Die Erscheinungen bei einem Stabbruch werden durch Ausgleichswellen verursacht, die von der Störstelle aus nach beiden Seiten laufen. Die Wirkung auf das Grundbetriebsverhalten ist gering, doch besteht die Gefahr der Vergrößerung des Fehlers durch Überlastung und Zerstörung auch der benachbarten Stäbe. Die Aufspürung solcher Fehlstellen steht hier im Vordergrund. Die in einer Prüfspule induzierte Spannung besteht aus einer Vielzahl von höheren Harmonischen, wobei das Spektrum keine Auskunft über den Fehler liefert. Alle Wellen stehen aber in einem festen Phasenzusammenhang, so daß die induzierte Spannung einen sehr definierten Verlauf beschreibt. In dieser Spannung sind alle Informationen über Art, Größe und Ort der Fehlstelle enthalten.Wird die Ausgleichsfunktion als gedämpfte Wanderwelle beschrieben, so können alle Größen ortsabhängig wie zeitlich geschlossen dargestellt werden. Anhand von Zeigerdiagrammen kann der Verlauf der Größen zu jedem Zeitpunkt und an jeder Stelle bestimmt werden. Der Spannungsverlauf in einer Prüfspule enthält nur einen Bruchteil der Information, so daß besser die Hüllkurve zur gesamten Beurteilung herangezogen wird. Die Hüllkurve des Spulenflusses speziell und besser des Störflußanteils allein geben eine deutliche Auskunft. Dies zeigt auch die Messung des Zahnflusses einer gestörten Maschine. Auf diese Weise läßt sich auch die zusätzliche Umfangskraft aus dem Störfeld bestimmen, die aus einem zeitlich konstanten Anteil und einem mit doppelter Frequenz pulsicrenden Anteil besteht, der zu unruhigem Lauf Anlaß gibt.

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Broken bar in a squirrel-cage rotor of an induction motorPart 2: Effects and detection

Contents The effects caused by the rotor anomaly, the broken bar, can be described by free, damped field waves in the air gap travelling in both directions. The influence on the overall performance is very small, but there is the possibility of damage to the bars next to the broken bar by overheating. In this paper the detection of such faults is shown. The induced voltage in a test winding caused by a broken bar gives a lot of higher harmonics but this spectrum can not give answer about the fault. All waves have a very strong phase condition between each other so that all informations about the kind and size of the fault and the position on the rotor are given by this induced voltage.By using free travelling field waves all values can be calculated at each position and for each time. The envelope curve of the induced voltage of the additional flux density in a test winding shows all effects caused by the rotor anomaly. The tooth flux of the additional field wave can be obtained by integration. Very accurate triggering depending on the rotor position made it possible to record the tooth flux at well-defined instants of time and place and to get the envelope curve by recording many times.

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Verwendete Symbole Komplexes Widerstandsverhältnis - a ₀ Wellenzahl der Grundwelle - a _w Wellenzahl der Ausgleichswelle - B _A Anfangsamplitude der Induktionswelle - B Luftspaltinduktion der heilen Maschine - f spezifische Schubkraft auf dem Umfang - I _R Ringstrom - I _st Stabstrom - I _A Ausgleichsstrom - R _R Ringwiderstand - R _st Stabwiderstand - S _w Dämpfungsstrecke der Ausgleichswelle - s Schlupf - t Zeit - U _i induzierte Spannung - V ₀ synchrone Umlaufgeschwindigkeit - X _R Streureaktanz des Ringes - X _st Streureaktanz des Stabes - X _Z Reaktanz eines Zahres - X _s Statorwegkoordinate - X _R Rotorwegkoordinate - _i Jochfluß - _sp Spulenfluß - ₀ Kreisfrequenz Teil 1. Arch. Elektrotech. 67 (1984) 91–99     

Theoretische und experimentelle Untersuchung der Läuferoberfelder von Käfigläufermotoren

Übersicht Zur Überprüfung einer Vorausberechnung der Läuferoberfelder werden die von ihnen hervorgerufenen Induktionen sowohl in schmalen Meßschleifen auf der Ständeroberfläche als auch in den Ständerzähnen gemessen. Eine vergleichende Untersuchung anhand von Läufern mit und ohne Käfig macht den schon im Leerlauf wichtigen Beitrag der Oberfelder der Läuferoberströme deutlich. Der Einfluß der Eisensättigung auf die Zahnpulsationen wird theoretisch und experimentell untersucht. Die Bedeutung der Läufernutenzahlen, der Ständernutöffnung und der Schaltung der Ständerwicklung wird aufgezeigt.

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Theoretical and experimental investigation of the rotor harmonic fields of squirrel cage induction motors

Contents For the purpose of verifying predetermined rotor harmonic fields of squirrel cage induction motors, induction caused by the rotor is measured on the stator surface by means of narrow search loops, as well as in the stator tooth bodies. Comparative investigations made on rotors with and without cages clearly evidence the influence of the harmonic fields produced by the higher harmonic currents of the rotor — even in no-load operation. The influence of magnetic saturation on the tooth flux pulsations is subjected to theoretical and experimental investigation. In addition, the importance of the number of rotor slots, the extent of stator slot openings as well as the connection of stator windings are dealt with.

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Verwendete Symbole b _zs Ständerzahnbreite - B Induktion - B _zG Zahninduktion des abgeplatteten Grundfeldes - D Bohrungsdurchmesser - g Ordnungszahl - h _zs Ständerzahnhöhe - I _N Nennstrom - I _R Ringstrom des Läufers - k _c Carterscher Faktor - k _Fü Eisenfüllfaktor - l axiale Blechpaketlänge - m Strangzahl des Ständers - N Nutenzahl - p Polpaarzahl - q Nutenzahl je Pol und Wicklungsstrang - s Schlupf - S Spulenweite der Meßschleife auf der Ständeroberfläche - t Zeit - U _N Nennspannung - V magnetische Spannung - t _ns Ständernutteilung im Längenmaß - y Längenkoordinate in axialer Richtung - Umfangskoordinate im Bogenmaß - Abplattungsfaktor - _g geometrischer Luftspalt - , ' Ersatzluftspalte - Sehnung der Ständerwicklung um Nuten - Ordnungszahl der Läuferoberfelder - _r G relative Permeabilität der Grundfeldzahninduktion - _r P relative Permeabilität der Zahnpulsation - Ordnungszahl der Ständeroberfelder - Wicklungsfaktor - _S Sehnungsfaktor der Meßschleife - _z Sehnungsfaktor des Ständerzahnes - _ns Ständernutteilung im Bogenmaß - Korrekturfaktor aus der digitalen Feldberechnung - Netzkreisfrequenz Indizes gr der Ordnungszahlg _r - i desi-ten Ständerzahnes - r Läufer - s Ständer - ung ungesättigt - z im Ständerzahn Hochgestellte Indizes und Sonderzeichen N Nutungsoberfeld - Scheitelwert - Re Realteil einer komplexen Größe Unterstreichung: komplexe Größe     

Adaptive Zugriffskontrollverfahren

IT service providers are increasingly hosting different services of different customers on a shared IT infrastructure. While this fosters utilization of hardware infrastructure, system malfunctions, unexpected service behaviour or peak demands for one or more services may exploit resource pools (CPU, I/O, main memory, bandwidth etc.), entailing rejection of service requests. In this paper we describe models for dynamic admission control on shared infrastructures. The admission control model decides whether to accept, buffer or reject a service request based on the revenue, Service Level Agreements (SLAs) and its resource demand in comparison to the actual workload to maximize overall revenue. Simulations of a media streaming infrastructure have been used for evaluation and comparison with traditional admission control policies.     

企业服务运作管理预警系统的建立

服务运作管理预警是指企业服务运作管理系统在防止、纠正或回避服务运作失误与服务运作波动方面所具有的一种功能,是保证企业服务运作管理系统的功能与秩序处于可靠,可控状态的"安全"能力。以服务运作管理理论、组织理论和预警管理理论为基础,给出了企业服务运作管理预警指标体系,建立起企业服务运作管理预警系统,以保证企业服务运作管理活动处于"安全、可靠"运行状态。