Vaasan yliopiston opinnäytteet

Teknillinen tiedekunta, 2015

Rajoitettu
Opinnäytteen kokoteksti
luettavissa vain
Tritonian työasemilla

Hakala, Satu

Kustannustehokkaan käämityksen ja eristyksen suunnittelu oikosulkumoottorille taajuusmuuttajakäyttöjä varten

Ohjaaja/Valvoja (DI):
Markus Takala/Timo Vekara
Tutkinto:
Diplomi-insinööri
Pääaine:
Sähkötekniikka
Koulutusohjelma:
Sähkö- ja energiatekniikan koulutusohjelma (DI)
Tutkielman kieli:
Suomi
Sivumäärä:
81
Taajuusmuuttajan käyttö aiheuttaa korkeita jännitepiikkejä, joiden suuri nousunopeus aikaansaa epätasaisen jännitejakauman oikosulkumoottorin staattorin käämeissä. Tästä johtuen taajuusmuuttajakäytössä oikosulkumoottorin eristykseltä vaaditaan tavanomaista enemmän kestävyyttä, sillä jännitepiikit rasittavat eristystä ja kasvattavat myös osittaispurkausten ilmenemisen riskiä. Taajuusmuuttajakäyttöihin tarkoitettu oikosulkumoottori varustetaan vahvennetulla eristysrakenteella ja mahdollisesti myös jännitesuotimilla. Lisäykset kasvattavat moottorin valmistuskustannuksia nostaen myyntihintaa ja heikentävät kilpailukykyä.

Tämän työn tavoitteena oli selvittää voisiko käämityksen uudelleensuunnittelulla saada aikaan toivottu nykyistä kustannustehokkaampi ratkaisu taajuusmuuttajakäyttöihin. Adept-ohjelmiston avulla tarkastellun oikosulkumoottorin laskelmaan tehtiin uuden käämintärakenteen edellyttämät muutokset. Prototyypit valittiin valmistettavan runkokoon 315 staattoreina, minkä jälkeen niille suoritettiin osittaispurkausmittauksia standardin IEC 60034-18-41 mukaisesti. Tutkimustyö ja testaus osoittivat parhaiten suoriutuneen prototyyppivaihtoehdon.

Työn tuloksena syntyi vaihtoehtoinen käämitysrakenne F-lämpenemäluokan mukaiseen taajuusmuuttajakäyttöön. Erilaisten eristerakenteiden suorituskykyä analysoitiin osittaispurkausmittausten avulla. Kiilteen ja eristeen paksuuden vaikutus PDIV-arvioihin huomioitiin. Tulosten perusteella havaittiin mahdollisena vähentää eristysmateriaalin määrää, koska esimerkiksi kiilteen määrän vähentäminen ei juurikaan näyttänyt vaikuttavan mitattuihin PDIV-arvoihin. Tutkimuksen otanta oli melko pieni, joten jatkotutkimusta vaaditaan ennen kuin muutokset voidaan toteuttaa.
Avainsanat:
Oikosulkumoottori, käämitys, eristys, taajuusmuuttajakäyttö
© Tritonia 2014-2019