Suoraan verkkoonkäynnistyvän tahtireluktanssi-moottorin hyötysuhteen määrittäminen Eh-tähti -menetelmällä

Abstract

Tämä tutkimus on tehty ABB oy:n Motors and Generators -yksikön Vaasan tehtaan tuotekehitysosastolle. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää IEC60034-2-1 -standardissa hyväksytyn Eh-tähti -menetelmän tarkkuus moottorin lisähäviöiden ja hyötysuhteen määrittämisessä. Tässä työssä tutkittavana moottorityyppinä ovat suoraan sähköverkkoon käynnistyvät tahtireluktanssimoottorit.

Nykypäivänä yksi sähkömoottoreiden tärkeimmistä ominaisuuksista on energiatehokkuus. Tästä syystä moottorien tutkimuksessa pyritään jatkuvasti löytämään energiatehokkaampia suunnitteluratkaisuja sekä tarkempia menetelmiä hyötysuhteen ja häviöiden mittaamiseksi. ABB oy on lanseerannut perinteisten oikosulkumoottoreiden rinnalle vuonna 2011 SynRm-moottorit, joilla pystytään saavuttamaan oikosulkumoottoreita paremmat hyötysuhteet. Yleisesti SynRm-moottorit toimivat ainoastaan taajuusmuuttajien avulla, mutta niiden käyttö on mahdollista myös suorassa verkkokäytössä roottorin rakennetta muuttamalla.

Tutkimuksessa ensimmäisenä perehdytään perinteisten tahtireluktanssimoottoreiden teoriaan sekä suoraan verkkokäynnistykseen. Tämän jälkeen tutustutaan hyötysuhteiden mittausta ohjaavaan IEC60034-2-1 -standardiin ja siinä oikosulkumoottoreille hyväksyttyyn Eh-tähti -mittausmenetelmään. Teoriaosuuksien jälkeen esitetään DOL-SynRm -moottorin ja oikosulkumoottorin Eh-tähti -mittauksessa ja ABB:n normaalissa hyötysuhdemittauksessa saadut tulokset. Mittauksien perusteella tutkitaan DOL-SynRm -moottorin käytöstä Eh-tähti -kytkennässä vertailemalla mitattuja arvoja oikosulkumoottorin Eh-tähti -mittaukseen sekä DOL-SynRm -moottorin yleisen hyötysuhdemittauksen tuloksiin.

Tuloksien perusteella nähdään, että DOL-SynRm -moottorille on mahdollista määrittää Eh-tähti -menetelmän mukaiset lisähäviöt niin, että kaikki Eh-tähti -laskennassa ilmenevät tarkistusarvot pysyvät sallituissa rajoissa. Lisähäviöt eroavat paljon perinteisen mittaustavan tuloksista ja lisätutkimukset ovat tarpeen, jotta tulosten luotettavuus voidaan varmistaa.