Az indítókalicka vezetőanyagának hatása a szinkron motor indítási és elektromágneses jellemzőire

Abstract

A tanulmány a szinkronmotorok indítási és elektromágneses jellemzőinek vizsgálatát mutatja be különböző indítókalicka-anyagok (réz, alumínium, réz-cink, réz-ón, valamint rézbevonatú alumínium – CCA) alkalmazásával. A cél a legkedvezőbb anyag- geometria kombináció azonosítása, amely kompromisszumot teremt az indítási nyomaték, az áramterhelés és a termikus viselkedés között. A vizsgált motor 6 MW névleges teljesítményű, 6 kV feszültségű és 50 Hz hálózaton üzemel. A szimuláció 2D csatolt elektromágneses-termikus végeselemes modell alapján készült, 0,5 ms időlépéssel és légrésben finomított hálóval. A per-unit rendszerben normalizált eredmények alapján a maximális indítónyomaték Cu esetén ≈ 2,87 p.u., CCA esetén 2,71 p.u., míg Al esetén 2,46 p.u. volt. A gyorsulási idő t95 értéke rendre 10,9 p.u., 11,5 p.u. és 13,2 p.u., a Joule- veszteség pedig Ej = 1,00, 1,04 és 1,12 normált egység. A CCA így mérsékelt indítási teljesítményt igényel, miközben hőtechnikai és költségoldalon kedvezőbb a teljes réznél. A vizsgálat igazolja, hogy a csillapítókalicka-anyag megválasztása jelentős hatással van az indítási dinamikára és a hőmérsékleti igénybevételre. A rézbevonatú alumínium (CCA) hibrid vezetőanyag megfelelő kompromisszumot nyújt nagy teljesítményű szinkronmotorok indításához, különösen ipari és energetikai hajtások esetén.