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Experimental verification of stray losses in cage induction motors under no-load, full-load and reverse rotation test conditions

Experimentelle Überprüfung der Zusatzverluste von Käfigläufermotoren im Leerlauf, unter Last und im Reverse Rotation Test

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The stray load losses of polyphase squirrel-cage induction motors have hitherto rarely been measured at rated voltage and full-load, owing to the great difficulties in achieving the required measuring accuracy; instead, mostly the reverse rotation test is used. This paper primarily deals with the question whether the reverse rotation test yields representative results. It is also examined to what extent it is possible to predetermine the stray losses by means of a series of new investigations on space harmonics of flux density and harmonics of rotor current. For this purpose the stray losses of a four-pole 11 kW polyphase induction machine with semi-closed and open stator slots as well as rotors with a varying number of unskewed and skewed slots are measured under no-load and full-load conditions and in the reverse rotation test and computed for machines with unskewed slots.

Übersicht

Wegen der beträchtlichen meßtechnischen Schwierigkeiten sind die Zusatzverluste von Drehstromasynchronmotoren mit Käfigläufern bisher nur selten bei Nennspannung und Nennlast gemessen worden; statt dessen verwendet man weithin den Reverse Rotation Test. Die vorliegende Arbeit befaßt sich in erster Linie mit der Frage, inwieweit es möglich ist, die Zusatzverluste mit Hilfe einer Reihe neuer Untersuchungen der Oberfelder und Läuferoberströme vorauszuberechnen. Außerdem wird die Gültigkeit des Reverse Rotation Test untersucht. Zu diesem Zweck werden die Zusatzverluste einer vierpoligen 11 kW-Drehstromasynchronmaschine mit halbgeschlossenen und offenen Ständernuten sowie Läufern mit ungeschrägten und geschrägten Nuten unterschiedlicher Nutenzahl im Leerlauf, unter Nennlast und im Reverse Rotation Test gemessen und für Maschinen mit ungeschrägten Nuten berechnet.

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Abbreviations

B :

magnetic flux density

f :

frequency

g :

order of rotor slot harmonics

I, I 0,I n :

stator current, at no load, at rated load

I vr :

harmonics of rotor current

N :

number of slots

P :

power

P Cu :

fundamentalI 2 R losses

P Fe :

iron losses at no-load test

P Fe50 :

iron losses due to 50 Hz flux density

P f :

friction and windage losses

P gap :

airgap power

P m :

mechanical power output

P rrt :

stray load losses at reverse rotation test

P s :

electrical power input at stator

P stray :

stray losses

P strayn :

stray load losses at rated load

P stray 0 :

stray losses at no-load

p :

number of pairs of poles

q :

slots per pole and phase

s :

slip

T :

torque

U :

voltage

μ:

order of rotor harmonic pairs of poles

ν:

order of stator harmonic pairs of poles

ω:

supply angular frequency

n :

at rated load

r :

rotor

s :

stator

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Authors and Affiliations

  1. Fachbereich Elektrotechnik Elektrische Maschinen und Antriebe, Universität der Bundeswehr Hamburg, Holstenhofweg 85, D-2000, Hamburg 70

    F. Taegen

  2. Fachhochschule Flensburg, Kanzleistraße 91/93, D-2390, Flensburg, Bundesrepublik Deutschland

    R. Walczak

Authors
  1. F. Taegen
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  2. R. Walczak
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Taegen, F., Walczak, R. Experimental verification of stray losses in cage induction motors under no-load, full-load and reverse rotation test conditions. Archiv f. Elektrotechnik 70, 255–263 (1987). https://doi.org/10.1007/BF01574130

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