Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Strona główna > Publikacje
Publikacje
Pomoc (F2)
[124240] Artykuł:

AC Distributed Winding with Low Higher Spatial Harmonics Content in Mmf Distribution

(Uzwojenie rozłożone prądu przemiennego o niskiej zawartości wyższych harmonicznych przestrzennych w rozkładzie siły magnetomotorycznej)
Czasopismo: Energies  
ISSN:  1996-1073
Opublikowano: Lipiec 2023
Liczba arkuszy wydawniczych:  1.10
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Do oświadczenia
nr 3		 Grupa
przynależności		 Dyscyplina
naukowa		 Procent
udziału		 Liczba
punktów
do oceny pracownika		 Liczba
punktów wg
kryteriów ewaluacji
Jan Staszak orcid logo WEAiIKatedra Energetyki, Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych *Takzaliczony do "N"Automatyka, elektronika, elektrotechnika i technologie kosmiczne100140.00140.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w czasopismach wymienionych w wykazie ministra MNiSzW (część A)
Punkty MNiSW: 140

Pełny tekstPełny tekst     DOI LogoDOI    
Słowa kluczowe:

maszyny wirujące  projektowanie maszyn elektrycznych  trójfazowe i dwufazowe uzwojenie rozłożone  dwufazowe uzwojenie pomiarowe  współczynnik uzwojenia  harmoniczne przestrzenne  redukcja harmonicznych 

Keywords:

rotating machines  electrical machines design  three-phase and two-phase distributed windings  two-phase measurement winding  winding factor  spatial harmonics  harmonic reduction 


Streszczenie:

W artykule przedstawiono nowe uzwojenie o niskiej zawartości wyższych harmonicznych przestrzennych. Uzwojenie to umożliwia eliminację piątej harmonicznej, jako najbardziej znaczącej, w uzwojeniu trójfazowym oraz trzeciej harmonicznej w uzwojeniu dwufazowym symetrycznym. Tłumienie wyższych harmonicznych przestrzennych szczególnie widoczne jest przy liczbie żłobków na biegun i fazę qs =2. Wówczas współczynniki uzwojeń dla wyższych harmonicznych przestrzennych rzędu ν = 6 k ± 1, w przypadku uzwojenia trójfazowego i ν = 4 k ± 1, w przypadku uzwojenia dwufazowego, dla k = 1, 3, 5, … , będą równe zeru. Dwufazowe uzwojenie pomiarowe, o liczbie żłobków na biegun i fazę qs=1, zastosowano do oceny zawartości wyższych harmonicznych przestrzennych w polu magnetycznym w szczelinie powietrznej maszyny. Przeprowadzono weryfikację eksperymentalną zaprojektowanego uzwojenia.



Abstract:

This paper presents a new winding with a low higher spatial harmonics content. This winding enables the elimination of the fifth harmonic, as the most significant, in three-phase winding and the third harmonic in two-phase symmetrical winding. The suppression of higher spatial harmonics is particularly evident with the number of slots per pole per phase qs = 2. The winding factors for the higher spatial harmonics of the order ν = 6 k ± 1 in the case of three-phase winding, and ν = 4 k ± 1 in the case of two-phase winding, for k = 1, 3, 5, …, will be equal to zero. A two-phase measurement winding, with the number of slots per pole per phase qs = 1, was used to evaluate the higher spatial harmonics content in the magnetic field in the air gap of the machine. Experimental verification of the designed winding was carried out.


B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
1. Heller, B.
Hamata, V. Harmonic Fields Effects in Induction Machines. Academia
Publishing House: Prague, Czech Republic, 1977.
2. Kluszczy´ nski, K.
Miksiewicz, R. Parasitic Torques in Squirrel-Cage Induction Motors
Polish Society of Theoretical and Applied
Electrical Engineering: Warsaw, Poland, 1993.
3. Carbonieri, M.
Leonardo, L.
Bianchi, N.
Tursini, M.
Villani, M.
Popescu, M. Cage Losses in Induction Motors Considering
Harmonics: A New Finite Element Procedure and Comparison With the Time-Domain Approach. IEEE Trans. Ind. Appl. 2022, 58,
1931–1940.
4. Schuffenhauer, U.
Kuss, H. Additional Losses by Magnetic Field Harmonics in the Rotor Bars of Asynchronous Machines and
their Influence. Electr. Power Qual. Util. J. 2006, 12, 117–120.
5. Wang, J.
Cheng, M. No-Load Additional High-order Space Harmonic Losses of Squirrel Cage Induction Motor Based on General
Airgap Field Modulation Theory. In Proceedings of the IEEE 12th Energy Congress & Exposition—Asia, Singapore, 24–27 May
2021
pp. 875–880.
6. Boldea, I.
Nasar, S.J. The Induction Machines Design Handbook
CRC Presss Taylor & Francis: Boca Raton, FL, USA
London,
UK, 2010.
7. Pyrhönen, J.
Jokinen, T.
Hrabovcová, V. Design of Rotating Electrical Machines
John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, USA, 2014.
8. Głowacki, A. Electromagnetic Calculations of Three-Phase Induction Motors
WNT Publishing House: Warsaw, Poland, 1993. (In Polish)
9. Da˛browski, M. Design of AC Electrical Machines
WNT Publishing House: Warsaw, Poland, 1993.
10. Wang, J.
Patel, V.
Wang, W. Fractional-Slot Permanent Magnet Brushless Machines with Low Space Harmonic Contents. IEEE
Trans. Magn. 2014, 50, 8200209. [CrossRef]
11. Huang, J.
Sui, Y.
Yin, Z.
Yuan, Z.
Zheng, P. A Novel High Torque Density Dual Three-Phase PMSM With Low Space Harmonic
Content. IEEE Trans. Magn. 2021, 58, 8204007. [CrossRef]
12. Zhao, B.
Gong, J.
Tong, T.
Semail, E.
Nguyen, N.-K.
Gilon, F. A Novel Five-Phase Fractional Slot Concentrated Winding with
Low Space Harmonic Contents. IEEE Trans. Magn. 2021, 57, 8104605. [CrossRef]
13. Wang, K.
Lin, H. Modular Permanent Magnet Synchronous Machine with Low Space Harmonic Content. Energies 2020, 13, 3924.
[CrossRef]
14. Kocabas, D.A. Novel Winding and Core Design for Maximum Reduction of Harmonic Magnetomotive Force in AC Motors. IEEE
Trans. Magn. 2009, 45, 735–746.
15. Banchhor, D.K.
Dhabale, A. New Optimized Winding and Core Design for Space Harmonic Reduction in Doubly Fed Induction
Machine. In Proceedings of the IEEE International Conference on Power Electronics, Smart Grid and Renewable Energy, Cochin,
India, 2–4 January 2020
pp. 1–6.
16. Tang, N.
Brown, I.P. Framework and Solution Technicues for Suppressing Electric MachineWinding MMF Space Harmonic by
Varying Slot Distribution and Coil Turns. IEEE Trans. Magn. 2018, 54, 8103512.
17. Gyftakis, K.
Panagiotou, P.
Kappatou, J. Application of Wedges for the Reduction of the Space and Time-Dependent Harmonic
Content in Squirrel-Cage Induction Motors. J. Comput. Eng. Hindawi Publ. Corp. 2013, 2013, 657425.
18. Staszak, J. Modeling the Electromechanical Characteristics of Three-Phase Squirrel Induction Motor by Selecting the Stator Winding and the
Power Supply System. Monograph M31
Publishing House of the Kielce University of Technology: Kielce, Poland, 2012. (In Polish)
19. Staszak, J.
Nadolski, R. Winding of Low Spatial Harmonic in the Magnetic Field. Patent of Poland PL 213957 B1, 19 October 2012.
20. Da˛browski, M. Magnetic Field and Circuits in Electrical Machines
WNT Publishing House: Warsaw, Poland, 1971.
21. Müller, G. Theorie Rotierender Elektrischer Maschinen
VEB Verlag Technik: Berlin, Germany, 1985.
22. Zwillinger, D. Standart Mathematical Tables and Formulae
Chapman & Hall: Boca Raton, FL, USA
London, UK
CRC: New York,
NY, USA, 2003.
23. Wach, P. Fractional Winding of AC Machines
Scientific Publishing House PWN: Warsaw, Poland, 1997. (In Polish)
24. Müller, G.
Vogth, K.
Ponick, P. Berechnung Elektrischen Maschinen
Wiley-VCH: Hoboken, NJ, USA, 2008.
25. Meeker, D. Finite Element Method Magnetics. User Manual, Version 4.2. 2015. Available online: https://www.femm.info/
Archives/doc/manual42.pdf (accessed on 21 June 2023).
26. Ivanov-Smolensky, A. Electrical Machines
MEI Publisher: Moscow, Russia, 2004
Volume 1.

POWRÓT
Strona główna > Publikacje