VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY O TECHNOLOGY AKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY ACULTY O ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT O POWER ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING ELIMINACE HLUKU ŠESTIPÓLOVÉHO ASYNCHRONNÍHO MOTORU BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR JAKUB LEXA BRNO 013

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY O TECHNOLOGY AKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY ACULTY O ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT O POWER ELECTRICAL AND ELECTRONIC ENGINEERING ELIMINACE HLUKU ŠESTIPÓLOVÉHO ASYNCHRONNÍHO MOTORU NOISE SUPPRESSION O SIX POLE INDUCTION MACHINE BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR JAKUB LEXA VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR doc. Ing. ČESTMÍR ONDŮŠEK, CSc. BRNO 013

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ akula elekroechniky a komunikačních echnologií Úsa ýkonoé elekroechniky a elekroniky Bakalářská práce bakalářský sudijní obor Silnoproudá elekroechnika a ýkonoá elekronika Suden: Jakub Lexa ID: 134541 Ročník: 3 Akademický rok: 01/013 NÁZEV TÉMATU: Eliminace hluku šesipóloého asynchronního mooru POKYNY PRO VYPRACOVÁNÍ: 1. Proeďe lierární rešerši dané problemaiky. Analyzuje příčiny hluku magneického půodu. 3. Vypočěe frekenci maximální složky hluku DOPORUČENÁ LITERATURA: Dle doporučení edoucího Termín zadání: 17.9.01 Termín odezdání: 4.6.013 Vedoucí projeku: doc. Ing. Česmír Ondrůšek, CSc. doc. Ing. Per Toman, Ph.D. předseda oboroé rady UPOZORNĚNÍ: Auor semesrální práce nesmí při yáření semesrální práce poruši auorská práa řeích osob, zejména nesmí zasahoa nedooleným způsobem do cizích auorských prá osobnosních a musí si bý plně ědom následků porušení usanoení 11 a následujících auorského zákona č. 11/000 Sb., čeně možných resněpráních důsledků yplýajících z usanoení 15 resního zákona č. 140/1961 Sb.

Absrak Tao práce se zabýá hlukem elekromagneického půodu šesipóloého rojfázoého asynchronního mooru. Úkolem práce bylo proedení lierární rešerše. Analýza problému obsahuje maemaické ýpočy prosředí Malab a následně je poronáá se skuečným moorem. Poslední čásí práce je souhrn podmínek pro asynchronní moory s nízkou hlučnosí. Absrac This hesis deals wih noise of elecromagneic origin of six pole hree-phases inducion machine. Task hesis was rendering lieraure reiew. Analysis of he problem consiss of arious analyical calculaions using Malab and subsequen comparison of resuls wih measured daa on real inducion machine. The las par of hesis is a summary of condiions for inducion machine wih low noise.

Klíčoá sloa Magneomoorické napěí; magneická odios; asynchronní sroj; hluk; radiální lak; frekence; eliminace; Malab; drážkoání; Carerů činiel; činiel inuí; analýza. Keywords Magneomoi olage; magneic conduciiy; inducion machine; noise; radial pressure; frequency; eliminaion; Malab; gouging; Carers facor; winding facor; analysis.

Bibliografická ciace LEXA, J. Eliminace hluku šesipóloého asynchronního mooru. Brno: Vysoké učení echnické Brně,, 013. 48 s. Vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Česmír Ondrůšek, CSc..

Prohlášení Prohlašuji, že sou bakalářskou práci na éma Eliminace hluku šesipóloého asynchronního mooru jsem ypracoal samosaně pod edením edoucího semesrální práce a s použiím odborné lieraury a dalších informačních zdrojů, keré jsou šechny cioány práci a uedeny seznamu lieraury na konci práce. Jako auor uedené bakalářské práce dále prohlašuji, že souislosi s yořením éo bakalářské práce jsem neporušil auorská práa řeích osob, zejména jsem nezasáhl nedooleným způsobem do cizích auorských prá osobnosních a jsem si plně ědom následků porušení usanoení 11 a následujících auorského zákona č. 11/000 Sb., čeně možných resněpráních důsledků yplýajících z usanoení 15 resního zákona č. 140/1961 Sb. V Brně dne Podpis auora.. Poděkoání Děkuji edoucímu bakalářské práce doc. Ing. Česmíru Ondrůškoi, CSc. za účinnou meodickou, pedagogickou a odbornou pomoc a další cenné rady při zpracoání mé bakalářské práce. V Brně dne Podpis auora..

Vysoké učení echnické Brně 7 Obsah SEZNAM TABULEK... 8 SEZNAM OBRÁZKŮ... 9 SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK... 10 SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK... 10 1 ÚVOD... 1 1.1 ZÁKLADNÍ ÚVAHY O HLUKU ELEKTRICKÝCH STROJŮ... 1 PŘÍČINY ELEKTROMAGNETICKÉHO HLUKU... 14.1 MĚŘÍTKA ELEKTROMAGNETICKÝCH PŘÍČIN HLUKU... 14. RADIÁLNÍ TLAK VE VZDUCHOVÉ MEZEŘE... 14.3 MAGNETOMOTORICKÁ NAPĚTÍ JEDNOTLIVÝCH VINUTÍ... 0.4 MAGNETICKÁ VODIVOST VZDUCHOVÉ MEZERY... 1 3 PROGRAMOVÉ VYBAVENÍ... 5 3.1 MATLAB R01A... 5 3. PROGRAMOVÉ PROSTŘEDÍ... 5 4 ANALÝZA ELEKTROMAGNETICKÉHO HLUKU... 6 4.1 ANALYZOVANÝ ASYNCHRONNÍ MOTOR... 6 4. DEINOVÁNÍ PROMĚNNÝCH... 6 4.3 VÝPOČTY MAGNETOMOTORICKÝCH NAPĚTÍ STATORU A ROTORU... 7 4.4 VÝPOČET MAGNETICKÉ VODIVOSTI VZDUCHOVÉ MEZERY... 3 4.5 VÝPOČET RADIÁLNÍHO TLAKU... 35 4.6 VÝPOČET REKVENCE MAXIMÁLNÍ SLOŽKY HLUKU... 36 5 PODMÍNKY PRO BEZHLUČNÉ ASYNCHRONNÍ STROJE... 38 6 ZÁVĚR... 40 LITERATURA... 41 PŘÍLOHY... 4 PŘÍLOHA 1 - SKRIPT VÝPOČTOVÉHO PROGRAMU MATLAB... 4 PŘÍLOHA - NAMĚŘENÁ HODNOTA MAXIMÁLNÍ SLOŽKY ELEKTROMAGNETICKÉHO HLUKU TŘETIOKTÁVOVOU ANALÝZOU... 46 PŘÍLOHA 3 - ÚDAJE A ROZMĚRY ANALYZOVANÉHO TROJÁZOVÉHO ASYNCHRONNÍHO MOTORU. 47

Vysoké učení echnické Brně 8 SEZNAM TABULEK Tabulka 1: Šíkoé hodnoy asynchronního mooru... 6 Tabulka : Definoané proměnné programu MATLAB... 6 Tabulka 3: Vypočené hodnoy činiele saoroého inuí... 8 Tabulka 4: Odečená hodnoa koeficienu proudu rooru... 31 Tabulka 5:Vypočené hodnoy proudu yči rooru... 31 Tabulka 6: Vypočené ýsledky Careroa koeficienu... 33 Tabulka 7: Hodnoy eličiny β... 33 Tabulka 8: Vypočená hodnoa frekence maximální složky hluku... 37

Vysoké učení echnické Brně 9 SEZNAM OBRÁZKŮ -1 Působení sil případě r=0... 18 - Působení sil případě r=1... 19-3 Působení sil a) případě r=; b) případě r=3; c) případě r=4... 0 3-1 Prosředí programu MATLAB... 5 4-1 Průběh magneomoorického napěí saoroého inuí po obodu zduchoé mezery... 9 4- Záislos činiele rooroého proudu na účiníku ( přezao[7])... 30 4-3 Průběh magneomoorického napěí rooroého inuí po obodu zduchoé mezery... 3 4-4 Průběh magneické odiosi zduchoé mezery po obodu zduchoé mezery... 34 4-5 Průběh radiálního laku e zduchoé mezeře po obodu zduchoé mezery... 35 4-6 Průběh hladiny akusického laku e zduchoé mezeře... 36

Vysoké učení echnické Brně 10 SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK A ampliuda zniklé síly B magneická indukce D průměr magneomoorické napěí H inenzia magneického pole I efekiní hodnoa proudu N poče záiů Q poče drážek R poloměr S plocha a koeficien ourieroa rozoje b koeficien ourieroa rozoje c celé kladné číslo d excenricia f frekence k činiel m poče fází o oeření drážky p poče póloých dojic, lak r řád chění čas, šířka drážky Λ magneická odios Ω oáčiá rychlos α obodoá souřadnice γ poče drážek pod póloým násacem δ loušťka zduchoé mezery ε poměrná excenricia ζ řád harmonické µ permeabilia ν řád harmonické ξ řád harmonické ρ řád harmonické rooru

σ φ ω ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Vysoké učení echnické Brně řád harmonické saoru fázoý úhel oáčiá rychlos 11

Vysoké učení echnické Brně 1 1 ÚVOD 1.1 Základní úahy o hluku elekrických srojů Hluk elekrických srojů byl poažoán za jakousi adu na kráse, než za proozní paramer. Posupné zdůrazňoání ekologie proozu elekrických srojů doedlo, že se eno proozní paramer sal jedním z rozhodujících paramerů sroje. Elekrické sroje jsou dnes poažoány za nejpoužíanější pohonné jednoky a jsou peně spjay s ýrobou a rozodem elekrické energie. Elekrické pohony nejsou použíány pouze průmysloém oděí, ale i dopraě, domácnosech apod. Vysoká adapibilia a regulační schopnos elekrických srojů přispěla k jejich elkému obecnému rozšíření. Proože elekrické sroje nejsou pouze zdrojem mechanické energie, ale i zdrojem epla a hluku, je jejich prooz proázen nežádoucími paraziními jey. Mezi něž paří i hluk. Hlučnos žioním prosředí s rozojem echniky narůsá e elké míře a je snaha eno je co nejíce eliminoa. Jak lépe hluk eliminoa, než přímo u jeho zdroje. Proo se ao práce zabýá eliminací hluku šesipóloého asynchronního mooru. Nejpre si řekneme pár slo o obecném pojmu zuk. Zukem rozumíme každou změnu laku prosředí, keré jsou rozpoznány lidským uchem. Poče změn za jednoku času je kmioče zuku. Jednokou kmioču je jeden Herz (Hz), kerý udáá jeden kmi za jednu sekundu. Změna laku musí probíha dosaečně rychle, aby ho lidské ucho mohlo zaznamena. Kmiočoý rozsah zdraého lidského ucha je od 0 Hz do 0 khz. Řada zuků se sáá rušiým někdy až nebezpečným. Tyo zuky se řadí do skupiny, kerá se nazýá hluk. Soubor nežádoucích zuků elekrických srojů yolaných rychlou změnou laku zduchu je nazýán hluk elekrických srojů. Za příčiny ěcho změn se označují yo dě: a) kmiání sroje nebo jeho čásí b) aerodynamické jey (z. enilační hluk) Proože prní příčina může bý způsobena děma odlišnými jey, uedeme si ři základní složky hluku elekrických srojů, jimiž je ořen celkoý hluk elekrických srojů: 1. Hluk elekromagneického půodu. Hluk mechanického půodu 3. Hluk enilačního půodu Hluk elekromagneického půodu je nejypičější složkou hluku elekrického očiého sroje. Teno hluk způsobují elekromagneické síly, keré rozkmiají kosru sroje, popř. jeho jiných čásí. Další příčinnou je změna mechanických rozměrů magneického obodu úměrná magneickému oku z. magneosrikce magneického obodu. Vhodným nárhem elekrického sroje je možné dospě ke snížení složky elekromagneického hluku. Např. opimálního poměru saoroých a rooroých drážek, zesílením konsrukce mísech se zýšeným namáháním způsobeným elekromagneickými silami. Hluk mechanického půodu je složka hluku způsobená předeším aliými ložisky a neyáženými roujícími čásmi sroje. Hluk od ložisek ychází z neronosí aliých čásí i od drah na kroužcích ložisek. Mechanický hluk se elice dobře šíří konsrukcí sroje, proo je nuné a

Vysoké učení echnické Brně zároeň i elice dobrou eliminací ohoo hluku oddělení saební konsrukce od konsrukce sroje pružnými spoji. Další eliminací je pečlié yážení roujících čásí sroje, zlášě pak u srojů s ysokými oáčkami. Hluk enilačního půodu je rozhodující přeážně u srojů s ysokými oáčkami. Zdroji enilačního hluku jsou rooroá křidélka, radiální či axiální chladicí kanály, supní a ýsupní kryy. Tyo zdroje jsou ošem přeyšoány samoným eniláorem a jeho blízkým okolím. Jde o aerodynamický hluk znikající urbulenním prouděním okolí lopaek eniláoru. Přímým zdrojem hluku jsou lakoé pulsace na hranách lopaek eniláoru. Pulsace jsou neronoměrné prosoroém i časoém uspořádání, jimi yzařoané frekenční spekrum je širokopásmoé. Kdežo diskréní spekrum enilačního hluku zniká, jsou-li před eniláorem nebo za ním umísěny rozáděcí lopaky, žaluzie apod. Tao práce je zpracoána přeážně na poznacích sudie lieraury [1]. 13

Vysoké učení echnické Brně 14 PŘÍČINY ELEKTROMAGNETICKÉHO HLUKU.1 Měříka elekromagneických příčin hluku Tao kapiola se zabýá prní složkou hluku elekrických srojů. Touo složkou je hluk elekromagneického půodu, kerý způsobují elekromagneické síly čase proměnné mezi saorem a roorem. Jakýkoli očiý elekrický sroj je sesaený ze dou čásí rooru a saoru, keré jsou ybaeny inuím. Proud procházející inuím yáří magneomoorické napěí, keré pomocí ourieroy řady můžeme časoě i prosoroě rozloži. Obdobně lze rozloži i odios zduchoé mezery mezi saorem a roorem. Z časoého a prosoroého rozložení yplýá průběh magneické indukce e zduchoé mezeře. Radiální sílu lze každém mísě zduchoé mezery yjádři podle Maxwella, jako sílu působící na jednoku plochy, edy jako lak[1]: kde je: p r B(α,) radiální lak e zduchoé mezeře B (, ) p r (.1) 0 okamžiá hodnoa magneické indukce mísě úhlu α od dané osy čase µ 0 permeabilia akua Při zanedbání liu nasycení železa lze za magneickou indukci (.1) dosadi součin permeabiliy akua a inenziy magneického pole[1]: p r 0 H (, ) (.) kde je: H(α,) okamžiá hodnoa inenziy magneického pole mísě úhlu α od dané osy čase Společně s časoě a prosoroě proměnliou magneickou indukcí mezi saorem a roorem zniknou i síly působící mezi saorem a roorem, akéž časoě a prosoroě rozložené. Vzniklé síly dokážou rozechě čási sroje a ím způsobi hluk. U ěšiny srojů je zásadní chění saoru, jakožo enkosěnného álce. Síly uniř zduchoé mezery nerozkmiají roor, proože roor je z mechanického hlediska poažoán za mohuný álec.. Radiální lak e zduchoé mezeře Radiální lak lze označi jako působení zniklých sil důsledku magneické indukce yolané magneomoorickým napěím e zduchoé mezeře na jednoku plochy. Magneomoorická napěí saoru S a rooru R můžeme yjádři ronicemi[1]:

Vysoké učení echnické Brně 15 kde je:,µ ω φ S (, ) cos (.3) 1 1 R (, ) cos (.4) řády saoroé a rooroé harmonické úhloý kmioče fázoý posun mezi fázory yšších harmonických sejného řádu saoru a rooru Pro magneickou odios zduchoé plaí ronice[1]: kde je: σ,ρ ω R 1 cos (, ) 0 cos R... (.5) 1 řády harmonických na saoroé a rooroé sraně úhloá rychlos rooru φ σ,φ ρ fázoé posuny yšších harmonických proi ose α=0 Pomocí ronic magneomoorických napěí (.3), (.4) a ronice popisující magneickou odios e zduchoé mezeře (.5) lze yjádři okamžiou hodnou magneické indukce uniř éo mezery[1]: (, ) (, ) (, ) B(, ) S R (.6) Po dosazení ronice pro magneickou indukci (.6) do ronice pro radiální lak (.1) získá ronice radiálního laku ar[1]: p r 1 (, ) (, ) (, ) S R (.7) 0 Jak je parné z ronic magneomoorických napěí pro saor (.3) a roor (.4), má každá z ěcho ronic dě hodnoy (znaménka + a -). Proo je nuné ronici pro radiální lak e zduchoé mezeře (.7) řeši pro jednolié případy odděleně. Mohou nasa edy yo případy: a) Ronice s kladnými znaménky: (, ) S 1 1 cos R (, ) cos. Pro spráné dosazení do ronice radiálního laku (.6) je nuné yjádři umocněný souče dou členů S a R. Po maemaické úpraě obdrží ronice ar[1]:

Vysoké učení echnické Brně 16 0 0 0 0 0 0 cos cos cos ), ( ), ( R S (.8) b) Ronice se zápornými znaménky: si lze opě yjádři jako umocněný souče dou členů S a R. Po maemaické úpraě obdrží ronice ar[1]: 0 0 0 0 0 0 cos cos cos ), ( ), ( R S (.9) c) Dalším možným případem jsou ronice: maemaickou úpraou obdrží ronice ar[1]: 0 0 0 0 0 0 cos cos cos ), ( ), ( R S (.10) d) Dalším a posledním případem ronic pro magneomoorická napěí rooru a saoru jsou: 1 cos ), ( S 1 cos ), ( R 1 cos ), ( S 1 cos ), ( R

Vysoké učení echnické Brně 17 R (, ) S (, ) 1 1 maemaickou úpraou obdrží ronice ar[1]: cos cos 0 0 cos S (, ) R (, ) cos 0 0 cos 0 0 (.11) Druhou mocninu odiosi magneické mezery pro prní ři členy (.5) lze yjádři e aru[1]: cos cos 1 1 1 1 0 R 1 1 1 (, ) cos 0 0 1 cos cos R R (.1) Při respekoání šech možnosí časoého a prosoroého rozložení magneomoorických napěí saoru a rooru uedené ronicích (.8),(.9),(.10),(.11) a rozloženou ronici pro magneickou odios zduchoé mezery (.1) lze dosadi do zahu (.7) pro ýpoče časoě a prosoroě rozloženého radiálního laku p r [1]: kde je: ς ξ 0 cos 1 p r cos (.13) 0 0 1 řád harmonické magneomoorického napěí, kerý znikne inerferencí harmonických magneomoorických napěí saoru a rooru a µ řád harmonické magneické odiosi zduchoé mezery, kerý znikne kombinací harmonických periodické křiky, kerá omezuje zduchoou mezeru na sraně saoru a rooru Ve zduchoé mezeře znikají časoě proměnné radiální síly s různým počem prosoroých ln. Vzniknou ak posupné siloé lny, keré mají obecný ar[1]: p r A cos r (.14) r r kde je: r liboolné číslo nabýající hodno 0;1;;3;... A r ampliuda zniklé síly

Ω r ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Vysoké učení echnické Brně úhloý kmioče síly řádu r Kmioče časoých změn radiálního laku e zduchoé yjadřuje zah: 18 f r r (.15) Zásadní li na rozkmiání saoru má poče prosoroých ln působících sil uniř zduchoé mezery. Pokud je poče ln elký, síly působí na krákém rameni a rozechění nenasáá nebo je malé. Horší případ nasane, pokud je poče prosoroých ln malý. Nejhorší případ šak nasane, pokud je kmioče časoých změn f r blízký mechanickému kmioču saoru, omo případě dochází k nejěší deformaci saoru. Nyní budou probrány 4 případy deformačních ln, pro keré plaí r=0; 1; ; 3; 4. a) případě kdy je r=0 se ronici pro radiální lak (.14) yskyuje složka: p0 A0 cos (.16) kerá zniká inerferencí dou ln se sejnou lnoou délkou o různé rychlosi. Vzniklá lna má za následek e šech směrech konfázní radiální kmiání saoru jak je idě na obrázku -1. -1 Působení sil případě r=0

Vysoké učení echnické Brně 19 b) případě kdy je r=1 se ronici pro radiální lak (.14) yskyuje složka: p1 A1 cos, (.17) kerá zniká inerferencí dou harmonických indukcí, u nichž je rozdíl jejich póloých dojic roen jedné. Tao složka yáří jednosranný ah s úhloou rychlosí Ω r (Obr. -) yoláající při rezonanci s lasním mechanickým kmiočem sroje silné chění. - Působení sil případě r=1 c) případě kdy je r=;3;4 se ronici pro radiální lak (.14) yskyují složky způsobující průhyby saoroého prsence (Obr. -3) [1]: p r P cos (.18) p P cos 1 (.19)

Vysoké učení echnické Brně 0-3 Působení sil a) případě r=; b) případě r=3; c) případě r=4 V uedené kapiole byla popsána hlaní příčina elekromagneického hluku asynchronních srojů, kerou způsobuje inerference praconí a yšších harmonických kmiočů magneomoorických napěí společně s odiosí zduchoé mezery mezi saorem a roorem..3 Magneomoorická napěí jednoliých inuí Každý elekrický očiý sroj je ybaen minimálně děma inuími. Jedno je zpraidla umísěno na pené čási (saor), druhé na roující (roor) a mezi nimi je zduchoá mezera. Vinuí jsou u asynchronních srojů uložena drážkách. Jsou-li ao inuí proékána proudem, yáří magneomoorické napěí m. Tao napěí yolaná různými ypy inuí mají rozdílné liy na znikající radiální síly. a) Vli sousředného inuí Vzniklé magneomoorické napěí yořené sousředným inuím má supňoiý průběh, kerý lze nahradi lichoběžníkoým arem. Průběh magneomoorického napěí popisuje ourierů rozoj e aru[1]: kde je: max α cos 4 max 1 m ( ) sin p (.0) p 1 maximální hodnoa magneomoorického napěí řád harmonické (pouze liché násobky) úhel po obodu sroje b) Vli klecoého inuí Klecoé inuí s počem drážek Q je schopné produkoa supňoé harmonické magneomoorického napěí[1]: Q IT 1 m (, ) sin (.1) p 1 kde je: Q poče drážek řád harmonické

α p I T ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Vysoké učení echnické Brně úhel po obodu sroje poče póloých dojic efekiní hodnoa proudu jedné yči inuí 1 Pro klecoé inuí rooru plaí pro -ou harmonickou zah[1]: cq p (.) kde je: Q p c poče drážek rooru poče póloých dojic celé kladné číslo; c=0,1,,3,... c) Vli řífázoého inuí Časoě a prosoroě rozložené magneomoorické napěí m-fázoého inuí yjadřuje ronice[1]: m 1 m (, ) N f I k sin (.3) 1 kde je: m α N f I k poče fází řád harmonické úhel po obodu sroje poče záiů sérii na fázi efekiní hodnoa proudu e inuí činiel inuí Pro symerické řífázoé inuí s celým počem drážek a sejnou šířkou pásma plaí pro -ou harmonickou zah[1]: p mc 1 (.4) poom lze pro řífázoé inuí uprai ronici (.0) do aru: 3 1 m (, ) N f I k sin 6c 1p (.5) p 6c 1 c0 kde je: c celé kladné číslo; c=0,1,,3,....4 Magneická odios zduchoé mezery Jak již bylo uedeno, je edle magneomoorického napěí druhým činielem pro znik radiálního laku magneická odios zduchoé mezery (iz kapiola.). Průběh magneické odiosi Λ(α,) je záislý na konsrukci sroje, jak je popsáno následující kapiole.

Vysoké učení echnické Brně a) Vli drážkoání Je-li jedna srana zduchoé mezery ořena hladkým pólem (např. saor) a druhá srana je drážkoaná (např. roor) klesá hodnoa magneické indukce ose drážky z maximální hodnoy B max na minimální hodnou B min. Pokles indukce na hodnou B min je dán konsrukčními rozměry drážky. Záisí edy na elikosi oeření drážky o, na loušťce zduchoé mezery δ a na drážkoé rozeči d, kerá je zdálenosí os dou sousedních zubů. Sřední hodnou magneické indukce B s lze yjádři ronicí[1]: 1 Bmax B s (.6) k c kde je: k c Carerů koeficien d k c (.7) d kde je: γ poče drážek pod póloým násacem Ronice pro odios zduchoé mezery je e aru[1]: 1 ( ) a0 a cos Q1 (.8) kde je: Q 1 poče drážek saoru 1 a0 (.9) k c 1 a o 1 4 d 0,5 o 0,78 d o sin1,6 d (.30) Je-li sroj obousranně drážkoaný (saor i roor), musí se uažoa s Careroým koeficienem pro saor k c1 i roor k c. Výsledný koeficien má ar: d1 d k c1 kc 1kc (.31) d1 1 1 d Při obousranně drážkoaném sroji se příspěek rooroé magneické odiosi zduchoé mezery ypoče podle sejných ronic jako příspěek saoroé magneické odiosi. A pro ýslednou fikiní zduchoou mezeru mísě pod úhlem α plaí zah[1]: ( ) 1 1 ( ) ( ) 1 (.3)

kde je: δ(α) ÚSTAV VÝKONOVÉ ELEKTROTECHNIKY A ELEKTRONIKY Vysoké učení echnické Brně Λ 1 (α) Λ (α) δ kde je: μ 0 fikiní zduchoá mezera příspěek saoroé magneické odiosi příspěek rooroé magneické odiosi loušťka zduchoé mezery Pro ýpoče magneické odiosi pořebné pro ýpoče radiálního laku podle ronice (.7) plaí následující zah(.3), kerý yjadřuje magneickou odios zduchoé mezery pro celou niřní plochu jha saoru. S δ(α) permeabilia akua niřní plocha jha saoru fikiní zduchoá mezera b) Vli sycení na změnu oeření drážek 0S 1,( ) (.33) ( ) Jeden z paramerů, na kerém, je záislá magneická odios zduchoé mezery, je oeření drážky o. Asynchronní moory jsou nejčasěji proedeny s polouzařenými drážkami. Vliem elkých rozběhoých proudů dochází k elkému drážkoému rozpylu a zbykoými magneickými poli dojde k nasycení špiček zubů polouzařených drážek. Oeření drážky o se změní na fikiní hodnou o. K nejěšímu oeření drážek dochází při maximální absoluní hodnoě proudoého obsahu drážky. Oeření drážek je periodickou funkcí podél póloé rozeče s periodou T p =π/p. Průběh fikiního oeření drážek má poloiční periodu oproi praconí harmonické a lze podle ourieroa rozoje napsa zah pro fikiní oeření drážky[1]: 3 kde je: o 0 o 1 o (, ) ( o0 o1 ) o1 cos( p ) (.34) sřední hodnoa oeření drážky ampliuda prní harmonické c) Vli excenriciy rooru Dalším paramerem magneické odiosi zduchoé mezery je sousřednos rooru a saoru. Vzduchoá mezera se uažuje jako mezera mezi děma nesousřednými álci, jejichž osy jsou ronoběžné, ale posunué o zdálenos d. Při podmínce kdy bude excenricia d«r (r je poloměr rooru), lze šířku zduchoé mezery yjádři zahem[1]: Kde δ 0 je sřední šířka zduchoé mezery: ( ) 0 1 cos (.35)

Vysoké učení echnické Brně 4 R r (.36) 0 a ε je poměrná excenricia: d (.37) 0 Magneickou odios zduchoé mezery při excenriciě rooru lze yjádři e aru[1]: 0 ( ) 1 cos (.38) 0 Je-li poměrná excenricia ε«0,7 lze nulý člen λ 0 ronice (.34) yjádři e aru[1]: 1 0 1 (.39) Ronici (.38) lze použí, mluí-li o saické excenriciě. Je-li šak pořeba řeši dynamickou excenriciu, edy případ kdy roor rouje kolem sé yosené osy, musí se zaés obodoý úhel α =α-ω ε. Ronice (.38) pak dosane ar: 0 ( ) 1 cos( (.40) 0

Vysoké učení echnické Brně 5 3 PROGRAMOVÉ VYBAVENÍ V bakalářské práci je pro eškeré ýpočy yuži program MATLAB R01a. 3.1 MATLAB R01a Program MATLAB R01a je inerakiní programoé prosředí, keré umožňuje počíání s maicemi, yáření D, 3D grafů apod. Jazyk MATLAB byl půodně yořen jako maemaický jazyk, kerý byl posupem času yinu na unierzální programoací jazyk. Program MATLAB yíjí společnos MahWorks. 3. Programoé prosředí Praconí prosředí programu MATLAB má několik panelů: 1. Command window - omo panelu lze program yužía jako kalkulačku, příkaz je ihned po napsaní a odeslání yhodnocen. Workspace - eno panel zobrazuje a zároeň umožňuje práci s dosupnými proměnými 3. Curren folder - zobrazuje obsah akuálního adresáře a zároeň ho umožňuje měni 4. Command hisory - obsahuje šechny použié příkazy a umožňuje použí a uprai již použié příkazy 3-1 Prosředí programu MATLAB

Vysoké učení echnické Brně 6 4 ANALÝZA ELEKTROMAGNETICKÉHO HLUKU Teoreická analýza elekromagneické složky hluku asynchronního mooru je proedena meodou analyických ýpočů probraných kapiole pomocí programu MATLAB R01a. Výpočy jsou proedeny pro sejnou hodnou napájecího proudu a oáček rooru jako při měření elekromagneického hluku asynchronního mooru, edy pro proud saoroého inuí I 1 =3,5 A a nuloé oáčky rooru n=0 min -1. 4.1 Analyzoaný asynchronní moor Předměem analýzy elekromagneického hluku je šesipóloý rojfázoý asynchronní moor s koou nakráko řady 1LA7113-6AA. Tabulka 1: Šíkoé hodnoy asynchronního mooru TYP Napěí Jmenoiý proud Výkon 1LA7113-6AA 400 V; Y; 50 Hz 5, A, kw Oáčky 940 min -1 Účiník 0,78 Poče pólů p=6 4. Definoání proměnných Před ýpočem je nuné programu MATLAB nadefinoa jednolié proměnné použié e ýpočech a přiřadi jim číselné hodnoy. Číselné hodnoy jsou získány přímo od ýrobce analyzoaného šesipóloého rojfázoého asynchronního mooru s koou nakráko. Nadefinoané proměnné pro analyické ýpočy udáá následující abulka. Tabulka : Definoané proměnné programu MATLAB NÁZEV VELIČINY HODNOTA VELIČINY POUŽITÉ OZNAČENÍ VE VÝPOČTU Poče pólů 3 p Poče drážek saoru 36 Q1 Poče drážek rooru 33 Q rekence napájecího napěí 50 Hz f1 Poče záiů fáze saoru 87 z N1 Poče záiů fáze rooru 0.5 z N Poče fází saoroého inuí 3 m1

Vysoké učení echnické Brně 7 Poče fází rooroého inuí 33 m Proud fází saoru 3.5 A I1 Krok saoroého inuí 5 y Poče drážek na pól a fázi saoru q1 Póloá rozeč 6 p Vzdálenos os sousedních zubů saoru Vzdálenos os sousedních zubů rooru 9.468*10-3 mm d1 10.39*10-3 mm d Oeření drážky saoru 3.05*10-3 mm o1 Oeření drážky rooru 0 mm o Činiel rooroého inuí 1 k Oáčky 0 min -1 n Vzduchoá mezera 0.5*10-3 mm airgap Vzažný akusický lak *10-5 Pa p0 Úhel po obodu zduchoé mezery 0:0.01:*pi alfa Napájecí napěí 30 V U1n Činiel magneické odios saoru Činiel magneické odiosi rooru 0.41 bea1 0 bea Vniřní průměr saoru 108.5 mm D Délka saoroého sazku 90 mm lfe Činiel proudu rooru 0.83 ki 4.3 Výpočy magneomoorických napěí saoru a rooru Magneomorická napěí saoroého a rooroého inuí jsou ypočeny podle kapioly.3. Magneomoorické napěí saoroého inuí Saoroé magneomoorické napěí je ypočíáno podle ronice.5. Pro komplení dosazení do ronice.5 je nuné nejpre ypočía činiel saoroého inuí k, kerý je e ýpoču programu MATLAB označený jako k 1. Činiel inuí je ořen součinem činiele kroku inuí k y a činielem rozlohy k r.

Vysoké učení echnické Brně 8 k k k 1 y r (4.1) Činielé rozlohy a kroku se ypočíají podle následujících zahů: k y y sin p (4.) kde je: y τ p a q krok saoroého inuí póloá rozeč qa sin k r. (4.3) a qsin úhel posunuí cíek zapojených sérii poče drážek na pól a fázi V programu MATLAB jsou předešlé zahy pro ýpoče činiele saoroého inuí zapsány e zdrojoém kódu pro ýpočy následující ukázce: %ýpoče činiele inuí saoru a=*p*pi/q1 kr=(sin(q1*a/))/(q1*sin(a/)) ky=sin(pi/) k1=kr*ky Při ýpoču činiele saoroého inuí bylo dosaženo ýsledků uedených následující abulce. Tabulka 3: Vypočené hodnoy činiele saoroého inuí VELIČINA OZNAČENÍ HODNOTA činiel rozlohy inuí k r 0,9659 činiel kroku inuí k y 0,9659 Činiel inuí k 1 0,9330 Nyní už je možné dosadi do ronice.5 a ypočía průběh magneomoorického napěí saoru S. Magneomoorické napěí saoru je pomocí programu MATLAB ypočíáno po obodu zduchoé mezery ineralu 0;π po kroku 0,01 jako maice jednoliých magneomoorických napěí. Pro ýpoče řádu harmonické plaí zah.4, kde c je celé kladné číslo ineralu 1;50.

Vysoké učení echnické Brně V programu MATLAB je ýpoče magneomoorického napěí saoru zapsán e zdrojoém kódu následující ukázce: %MMN saoroého inuí S=0 for =p; S=S+(1/)*k1*sin(w*cas+(*alfa)); end S1=0 for c=1:50 =p*(*c*m1+1); S1=S1+(1/)*k1*sin(w*cas+(*alfa)); end S=0 for c=1:50 =p*(*c*m1+1); S=S+(1/)*k1*sin(w*cas-(*alfa)); end S3=0 for c=1:50 =p*(*c*m1-1); S3=S3+(1/)*k1*sin(w*cas+(*alfa)); end S4=0 for c=1:50 =p*(*c*m1-1); S4=S4+(1/)*k1*sin(w*cas-(*alfa)); end s=(3*sqr()*n1*i1/pi)*(s+s1+s+s3+s4); 9 Záislos magneomoorického napěí saoru na úhlu po obodu zduchoé mezery má následující průběh: 4-1 Průběh magneomoorického napěí saoroého inuí po obodu zduchoé mezery

Vysoké učení echnické Brně Magneomoorické napěí rooroého inuí Rooroé magneomoorické napěí je ypočíáno podle ronice.1. Pro komplení dosazení do ronice.1 je nuné nejpre ypočía proud jedné yči klece rooru. Proud yči rooru je ypočíán jako součin saoroého proudu jedné fáze, přeodoého poměru proudu a koeficienu proudu[7]: 30 I pii1 k. (4.4) I kde je: I proud yči rooru p i I 1 přeodoý poměr proudu saoroý proud jedné fáze k I koeficien proudu rooru k I =f(cos φ) Pro přeodoý poměr proudu plaí zah[7]: p i m1 N1k 1 6N1k 1. (4.5) m N k Q kde je: N 1 k 1 Q poče záiu jedné fáze saoru činiel saoroého inuí poče saoroých drážek Koeficien proudu rooru je určen z následujícího grafu pro účiník analyzoaného rojfázoého asynchronního mooru: 4- Záislos činiele rooroého proudu na účiníku ( přezao[7])

Vysoké učení echnické Brně Odečenou hodnou pro účiník mooru uádí následující abulka: Tabulka 4: Odečená hodnoa koeficienu proudu rooru cos φ k I 0,78 0,83 31 V programu MATLAB jsou předešlé zahy pro ýpoče proudu yči rooru zapsány e zdrojoém kódu následující ukázce: %ýpoče proudu yči klece rooru pi=6*n1*k1/q; I=ki*pi*I1 Při ýpoču proudu yči rooru bylo dosaženo ýsledků uedených následující abulce. Tabulka 5:Vypočené hodnoy proudu yči rooru VELIČINA OZNAČENÍ HODNOTA Přeodoý poměr proudu p i 14,7586 Proud yči rooru I 43,1187 A Nyní už je možné dosadi do ronice.1 a ypočía průběh magneomoorického napěí rooru R. Magneomoorické napěí rooru je pomocí programu MATLAB ypočíáno po obodu zduchoé mezery ineralu 0;π po kroku 0,01 jako maice jednoliých magneomoorických napěí. Pro ýpoče řádu harmonické plaí zah., kde c je celé kladné číslo ineralu 1;50. V programu MATLAB je ýpoče magneomoorického napěí rooru zapsán e zdrojoém kódu následující ukázce: %MMN rooroého inuí wr=*pi*f1*(1-s); r=0 for r=p; r=r+(1/r)*sin(wr*cas+r*alfa); end r1=0 for cr=1:50 r=cr*q+p; r1=r1+(1/r)*sin(wr*cas+r*alfa); end r=0 for cr=1:50 r=cr*q+p; r=r+(1/r)*sin(wr*cas-r*alfa); end r3=0 for cr=1:50

Vysoké učení echnické Brně r=cr*q-p; r3=r3+(1/r)*sin(wr*cas+r*alfa); end r4=0 for cr=1:50 r=cr*q-p; r4=r4+(1/r)*sin(wr*cas-r*alfa); end 3 r=(q*i*sqr()/(*p*pi))*(r+r1+r+r3+r4); Záislos magneomorického napěí rooroého inuí na úhlu po obodu zduchoé mezery má následující průběh: 4-3 Průběh magneomoorického napěí rooroého inuí po obodu zduchoé mezery 4.4 Výpoče magneické odiosi zduchoé mezery Výpoče magneické odiosi zduchoé mezery mezi pakeem saoroých a rooroých plechů je řešen podle kapioly.4. Při řešení magneické odiosi je zanedbán li saické i dynamické excenriciy rooru a aké li sycení na oeření drážek. Proože je analyzoaný asynchronní moor obousranně drážkoaný, j. rooroé i saoroé inuí je uloženo drážkách, je magneická odios zduchoé mezery řešena podle ronice.3. Nejpre je nuné ypočía Carerů koeficien pro saor a roor podle ronice.30. Pro ýpoče Careroých činielů podle ronice.30 je nuné yjádři proměnou γ, kerá je funkcí poměru oeření drážky a šířky zduchoé mezery a plaí jak pro saor ak i pro roor[1]: 4 o o arcg ln o 1. (4.7) kde je: o δ oeření drážky šířka zduchoé mezery

Vysoké učení echnické Brně V programu MATLAB jsou předešlé zahy pro ýpoče Careroa koeficienu pro analyzoaný asynchronní moor zapsány e zdrojoém kódu pro ýpočy následující ukázce: 33 %carerů koeficien - saor gama1=(4/pi)*((o1/(*airgap))*aan(o1/(*airgap))- log(sqr(1+(o1/(*airgap))^))); kc1=d1/(d1-gama1*airgap); %carerů koeficien - roor gama=(4/pi)*((o/(*airgap))*aan(o/(*airgap))- log(sqr(1+(o/(*airgap))^))); kc=d/(d-gama*airgap); %careru koeficien kc1=kc1*kc; Při ýpoču Careroých činielů bylo dosaženo ýsledků uedených následující abulce. Tabulka 6: Vypočené ýsledky Careroa koeficienu VELIČINA OZNAČENÍ HODNOTA Součiniel Careroa koeficienu saoru γ 1 8,6187 Carerů koeficien saoru k c1 1,946 Součiniel Careroa koeficienu rooru γ 0 Carerů koeficien rooru k c 1 Carerů koeficien pro zduchoou mezeru k c1 1,946 Po ýpoču Careroých činielů je možné již yřeši magneickou odios zduchoé mezery podle ronice.33. Pro analyzoaný asynchronní moor je nuné odečís hodnoy eličiny β z grafu záislosi β=f(o/δ) Obrázek 14[1]. Odečené hodnoy uádí následující abulka. Tabulka 7: Hodnoy eličiny β o/δ β Saor 1, 0,41 Roor 0 0 V programu MATLAB jsou zahy pro ýpoče magneické odiosi analyzoaného asynchronního mooru zapsány e zdrojoém kódu pro ýpočy následující ukázce:

Vysoké učení echnické Brně %mag. odios sarou a01=1/(kc1*airgap); 34 SUMA1=0 for =1:100 SUMA1=SUMA1+((bea1*4/(airgap**pi))*(0.5+((*o1/d1)^/(0.78- *(*o1/d1)^)))*sin(1.6*pi**o1/d1))*cos(*q1*alfar); end A1=a01-SUMA1; %mag. odios rooru b01=1/(kc*airgap); SUMA=0 for =1:100 SUMA=SUMA+((bea*4/(airgap**pi))*(0.5+((*o/d)^/(0.78- *(*o/d)^)))*sin(1.6*pi**o/d))*cos(*q*alfar); end A=b01-SUMA; Ss=pi*D*lfe; dela=(1./a1)+(1./a)-airgap; A1=Ss*4e-7*pi./(dela); Záislos magneické odiosi zduchoé mezery na úhlu po obodu zduchoé mezery má následující průběh: 4-4 Průběh magneické odiosi zduchoé mezery po obodu zduchoé mezery

Vysoké učení echnické Brně 4.5 Výpoče radiálního laku Radiální lak e zduchoé mezeře analyzoaného asynchronního mooru je řešen podle kapioly. a ronice.7. V programu MATLAB je zah pro ýpoče radiálního laku e zduchoé mezeře analyzoaného asynchronního mooru zapsán e zdrojoém kódu pro ýpoče následující podobě: %ýpoče radiálního laku pr pr=(((s+r).^).*(a1).^)/(*4*pi*1e-7); Záislos radiálního laku e zduchoé mezeře na úhlu po obodu zduchoé mezery má následující průběh: 35 4-5 Průběh radiálního laku e zduchoé mezeře po obodu zduchoé mezery Aby bylo, možné eoreické hodnoy radiálního laku e zduchoé mezeře porona s naměřenými hodnoami, musí se radiální lak přepočía na hladinu akusického laku L pr podle zorce: kde je: p 0 =*10-5 Pa p r 0 log. (4.8) po Lpr 10 zažný akusický lak (práh slyšielnosi) V programu MATLAB je zah pro ýpoče hladiny akusického laku e zduchoé mezeře analyzoaného asynchronního mooru zapsán e zdrojoém kódu pro ýpoče následující podobě: %ýpoče akusické hladiny radiálního laku Lpr=0*log10(pr/p0); Záislos akusické hladiny radiálního laku e zduchoé mezeře na úhlu po obodu zduchoé mezery má následující průběh:

Vysoké učení echnické Brně 36 4-6 Průběh hladiny akusického laku e zduchoé mezeře 4.6 Výpoče frekence maximální složky hluku V éo kapiole je popsán ýpoče kmioču budicí sily způsobující maximální složku elekromagneického hluku, kerý bude asynchronní sroj ykazoa za proozu. Vypočený kmioče odpoídá jmenoiým oáčkám mooru a skluzu s 0. Kmioče zniklé pulsující síly po obodu zduchoé mezery je funkcí skluzu a záislý na poču drážek sroje a poču pólů. Pro ýpoče frekence maximální složky hluku plaí následující ronice[1]: f c Q1 Q f s p p 1. (4.9) kde je: f c f Q 1 Q s p frekence maximální složky hluku kmioče napěí saoru poče drážek saoru poče drážek rooru skluz poče póloých dojíc V programu MATLAB je zah pro ýpoče frekence maximální složky elekromagneického hluku analyzoaného asynchronního mooru zapsán e zdrojoém kódu pro ýpoče následující podobě: %ýpoče frekence mag.hluku(max.složky) nn=940; %jmenoié oáčky sn=(ns-nn)/ns %skluz při jmenoiých oáčkách fc=f1*(q1/(*p)+q/(*p))*(1-sn)

Vysoké učení echnické Brně Při ýpoču frekence maximální složky hluku bylo dosaženo ýsledků uedených následující abulce. Tabulka 8: Vypočená hodnoa frekence maximální složky hluku VELIČINA OZNAČENÍ HODNOTA Jmenoiý skluz s n 0,06 rekence max. složky hluku f c 540,5000 Hz 37

Vysoké učení echnické Brně 38 5 PODMÍNKY PRO BEZHLUČNÉ ASYNCHRONNÍ STROJE Pro spráný nárh bezhlučného p-póloého asynchronního sroje s počem saoroých drážek Q 1 a rooroých drážek Q je nuné dodrže následující podmínky. Vli supňoých harmonických Aby, nemohly zniknou radiální síly schopné rozechě saor asynchronního sroje liem supňoých harmonických magneomoorických napěí, nemá se oli následující počy drážek. U bezhlučných asynchronních srojů nemá bý poče saoroých a rooroých drážek[1]: a zároeň[1]: Q Q 0,1,,... (5.1) 1 Q Q p,p 1, p,... (5.) 1 kde je: Q 1 Q p poče saoroých drážek poče rooroých drážek poče póloých dojic Vli drážkoání saoru a rooru Nemá-li znika hluk, nesmí se řád složek magneomoorického napěí saoru a rooru shodoa s řádem yinué harmonické složky magneické odiosi zduchoé mezery. Hluk edy zniká pokud plaí: Q p (5.3) 1 Q Q p. (5.4) Q 1 U bezhlučných asynchronních srojů nemá bý poče saoroých a rooroých drážek[1]: Q 1 Q p. (5.5) Aby, se zabránilo zniku nejnebezpečnější síly nízkého řádu, nesmí se u bezhlučných asynchronních srojů oli poče drážek[1]: Q Q p 1. (5.6) 1 Pro zabránění zniku radiálních sil s malým počem prosoroých ln způsobujících hluk, nesmí se oli následující poče drážek[1]:

Vysoké učení echnické Brně 39 Q Q p, p 1, p,... (5.7) 1 Vli deformace zduchoé mezery Vliem působení radiálních sil na saor, dochází k periodické deformaci jha saoru. Deformace jha saoru je parná z obrázku kapiole. Obr.-1, Obr.- a Obr.-3. Vzhledem k malé zduchoé mezeře u asynchronních moorů, může ao deformace nabýa nezanedbaelných hodno. Aby, nedocházelo k ýznamné inerferenci supňoých harmonických magneomoorických napěí a magneické odiosi zduchoé mezery oliněné deformací zduchoé mezery, nesmí se oli následující počy drážek[1]: Q Q 3p,3p 1,3 p,... (5.8) 1 Q Q 4. (5.9) 1 p Vli sycení železa Vliem přesycoání někerých čásí magneického obodu asynchronního sroje při zahrnuí liu drážkoání znikají harmonické složky magneické indukce. Inerferencí ohoo pole se supňoými harmonickými magneomoorických napěí zniknou ýznamné složky radiálního laku. Pro polačení ěcho složek a spránému naržení bezhlučného asynchronního sroje se nemá oli následující rozdíl drážek[1]: Q Q p (5.10) 1 Q Q 4. (5.11) 1 p

Vysoké učení echnické Brně 40 6 ZÁVĚR V éo práci je přiblížena problemaika hluku elekromagneického půodu asynchronních moorů, kerý je neoddělielně spja s proozem asynchronních moorů. Práce je rozdělena na ři samosané čási. V prní čási je eoreicky popsána problemaika zniku elekromagneického hluku asynchronních moorů. Druhá čás je ořena eoreickými ýpočy elekromagneického hluku pro konkréní moor. V poslední řeí čási, je souhrn doporučených podmínek nuných pro nárh asynchronních moorů s minimální hlučnosí. Druhá čás bakalářské práce, předeším ýsledky analyických ýpočů elekromagneického hluku slouží pro oěření planosi eoreických ýpočů poronání s naměřenými hodnoami hladiny akusického laku éhož asynchronního mooru. Při poronání ýsledného průběhu hladiny akusického laku e zduchoé mezeře (4-6 Průběh hladiny akusického laku e zduchoé mezeře) s naměřenou hodnoou maximální složky hladiny akusického laku e zdálenosi 1 m od porchu mooru (Tabulka 9: Hladina akusického laku maximální složky elekromagneického hluku), naměřené dle normy ISO 3745 a odpoídající normě EN 60034-9, je parný rozdíl éměř 80 db. Předchozí poronání nelze zí poaz, proože hladina akusického laku zniklého e zduchoé mezeře je čásečně ulumena jhem saoru a kosrou saoru, ýpočem úlumu saoru se šak bakalářská práce nezabýá. Dále pak akusický lak yzařoaný saorem klesá se čercem zdálenosi od mísa zdroje. Z éo úahy edy plyne, že eoreická hodnoa hladiny akusického laku při uažoání úlumu saoru by byla e zdálenosi 1 m od porchu mooru menší než hodnoa uniř zduchoé mezery.

Vysoké učení echnické Brně 41 LITERATURA [1] HAMATA, Václa. Hluk elekrických srojů. 1. yd. Praha: Academia, 1987, 171 s. [] KAŠÍK, Anonín. Hluk očiých elekrických srojů: ypracoal koleki praconíků úaru pro ýzkum a laboraoře. Brno: Výzkumný a ýojoý úsa elekrických srojů očiých, 1964, 65 s. [3] HAŠA, Jarosla. Chění a hluk asynchronních srojů. Brno: Výzkumný a ýojoý úsa elekrických srojů očiých, 1968, 87 s. [4] RANCOIS, P. Velké ysokonapěťoé asynchronní moory. Brno: Výzkumný a ýojoý úsa elekrických srojů očiých, 1969, 17 s. [5] MĚŘIČKA, Jiří, Václa HAMATA a Per VOŽENÍLEK. Elekrické sroje. 1. yd. Praha: České ysoké učení echnické, 1993, 311 s. ISBN 80-01-0100-1. [6] MADEJEWSKI, Bohumír a Zdeňka KRÁTKÁ. Vyhodnocení měření hluku elekrického sroje očiého. Brno: Výzkumný úsa elekrických srojů očiých, 1968, 8 s., příl. [7] KATEDRA ELEKTRICKÝCH POHONŮ A TRAKCE, EI ČVUT Praha. Nárh inuí rooru [online]. Praha [ci. 013-05-13]. Dosupné z: hp://moor.feld.cu.cz/www/maerialy/x14oeo/5_vinui_rooru_am.pdf [8] LEXA, J. Eliminace hluku u osmipóloých asynchronních moorů.. Brno: Vysoké učení echnické Brně,, 013. s. Vedoucí semesrální práce doc. Ing. Česmír Ondrůšek, CSc..

Vysoké učení echnické Brně 4 PŘÍLOHY Příloha 1 - Skrip ýpočoého programu MATLAB close all clc % Hodnoy pro ýpoče: p=3; %poče polů Q1=36; %drážky saoru Q=33; %drážky rooru f1=50.0; %frekence nap. napěí N1=87; %poče záiů fáze saoru N=0.5; %poče záiů rooru m1=3; %poče fází saoru m=q; %poče fází rooru m=q I1=3.5; %proud fází saoru (zapojení Y) y=5; %krok inuí q1= ; %poče drážek na pol a fázi p=6 ; %poloá rozeč d1=9.468e-3; %zdálenos os sousedních zubů saoru 9.456e-3 d=10.39e-3; %zdálenos os sousedních zubů rooru 10.58e-3 airgap=0.5e-3; %zduchoá mezera o1=3.05e-3; %oeření drážky saoru o=0; %oeření drážky rooru bea1=0.41; %součiniel careroa koeficienu bea=0; %součiniel careroa koeficienu U1n=30; %napájecí fázoé napěí k=1; %činiel inuí rooru n=0; %oáčky alfa=0:0.01:*pi; alfar=0:0.01:*pi; cas=0.005; p0=e-5; %zažný akusický lak D=108.5e-3; %niřní průměr saoru lfe=90e-3; %délka saoroého sazku ki=0.95; %koeficien proudu rooru -záislé na účiníku(iz. BP obrázek 4-) %ýpoče skluzu ns=f1*60/p s=(ns-n)/ns w=*pi*f1 %ýpoče činiele inuí saoru a=*p*pi/q1 kr=(sin(q1*a/))/(q1*sin(a/)) ky=sin(pi*y/(*p)) k1=kr*ky %ýpoče proudu yči klece rooru pi=6*n1*k1/q I=ki*pi*I1 %MMN saoroého inuí S=0 for =p;

Vysoké učení echnické Brně S=S+(1/)*k1*sin(w*cas+(*alfa)); end S1=0 for c=1:50 =p*(*c*m1+1); S1=S1+(1/)*k1*sin(w*cas+(*alfa)); end S=0 for c=1:50 =p*(*c*m1+1); S=S+(1/)*k1*sin(w*cas-(*alfa)); end S3=0 for c=1:50 =p*(*c*m1-1); S3=S3+(1/)*k1*sin(w*cas+(*alfa)); end S4=0 for c=1:50 =p*(*c*m1-1); S4=S4+(1/)*k1*sin(w*cas-(*alfa)); end 43 s=(3*sqr()*n1*i1/pi)*(s+s1+s+s3+s4) %MMN rooroého inuí wr=*pi*f1*(1-s); r=0 for r=p; r=r+(1/r)*sin(wr*cas+r*alfa); end r1=0 for cr=1:50 r=cr*q+p; r1=r1+(1/r)*sin(wr*cas+r*alfa); end r=0 for cr=1:50 r=cr*q+p; r=r+(1/r)*sin(wr*cas-r*alfa); end r3=0 for cr=1:50 r=cr*q-p; r3=r3+(1/r)*sin(wr*cas+r*alfa); end r4=0 for cr=1:50 r=cr*q-p; r4=r4+(1/r)*sin(wr*cas-r*alfa); end r=(q*i*sqr()/(*p*pi))*(r+r1+r+r3+r4); %magneická odios zduchoé mezery- %carerů koeficien - saor gama1=(4/pi)*((o1/(*airgap))*aan(o1/(*airgap))- log(sqr(1+(o1/(*airgap))^))) kc1=d1/(d1-gama1*airgap)

Vysoké učení echnické Brně 44 %carerů koeficien - roor gama=(4/pi)*((o/(*airgap))*aan(o/(*airgap))- log(sqr(1+(o/(*airgap))^))) kc=d/(d-gama*airgap) %careru koeficien kc1=kc1*kc %mag. odios sarou a01=1/(kc1*airgap); SUMA1=0 for =1:100 SUMA1=SUMA1+((bea1*4/(airgap**pi))*(0.5+((*o1/d1)^/(0.78- *(*o1/d1)^)))*sin(1.6*pi**o1/d1))*cos(*q1*alfar); end A1=a01-SUMA1; %mag. odios rooru b01=1/(kc*airgap); SUMA=0 for =1:100 SUMA=SUMA+((bea*4/(airgap**pi))*(0.5+((*o/d)^/(0.78- *(*o/d)^)))*sin(1.6*pi**o/d))*cos(*q*alfar); end A=b01-SUMA; Ss=pi*D*lfe; dela=(1./a1)+(1./a)-airgap; A1=Ss*4e-7*pi./(dela); %ýpoče radiálního laku pr pr=(((s+r).^).*(a1).^)/(*4*pi*1e-7); pr1=pr.*(54.5/1113.5); %ýpoče akusické hladiny radiálního laku Lpr=0*log10(pr/p0); figure(1) subplo(5,1,1); plo(alfa,s) xlabel('alfa[rad]') ylabel('s[a]') grid on subplo(5,1,); plo(alfa,r) xlabel('alfa[rad]') ylabel('r[a]') grid on subplo(5,1,3); plo(alfa,a1) xlabel('alfa[rad]') ylabel('a1[h]') grid on subplo(5,1,4); plo(alfa,pr) xlabel('alfa[rad]') ylabel('pr[pa]') grid on

Vysoké učení echnické Brně subplo(5,1,5); plo(alfa,lpr) xlabel('alfa[rad]') ylabel('lpr[db]') grid on 45 figure() plo(alfa,s) xlabel('alfa[rad]') ylabel('s[a]') grid on figure(3) plo(alfa,r) xlabel('alfa[rad]') ylabel('r[a]') grid on figure(4) plo(alfa,a1) xlabel('alfa[rad]') ylabel('a1[h]') grid on figure(5) plo(alfa,pr) xlabel('alfa[rad]') ylabel('pr[pa]') grid on figure(6) plo(alfa,lpr) xlabel('alfa[rad]') ylabel('lpr[db]') grid on %ýpoče frekence mag.hluku(max.složky) nn=940; %jmenoié oáčky sn=(ns-nn)/ns %skluz při jmenoiých oáčkách fc=f1*(q1/(*p)+q/(*p))*(1-sn)

Vysoké učení echnické Brně 46 Příloha - Naměřená hodnoa maximální složky elekromagneického hluku řeiokáoou analýzou Proozní podmínky měření VELIČINA JEDNOTKA HODNOTA U V 400,1 I A 3,5 P W 0,0 P 1 W 31, n o/min 0,0 T Nm 0,00 cosφ - 0,095 f Hz 50,0 Hladina akusického laku maximální složky elekromagneického hluku: f Hz L pf db 630 60,0

Vysoké učení echnické Brně 47 Příloha 3 - Údaje a rozměry analyzoaného rojfázoého asynchronního mooru Údaje a rozměry analyzoaného mooru: NÁZEV OZNAČENÍ JEDNOTKA HODNOTA Poče pólů p - 3 Poče drážek saoru Q 1-36 Poče drážek rooru Q - 33 Poče záiů fáze saoru N 1-87 Poče záiů rooru N - 1/ Poče fází saoru m 1-3 Krok saoroého inuí y - 5 Poče drážek na pól a fázi q 1 - Póĺoá rozeč τ p - 6 Drážkoá rozeč saoru d1 mm 9,468 Drážkoá rozeč rooru d mm 10,39 Tloušťka zduchoé mezery δ mm 0,5 Oeření drážky saoru o 1 mm 3,05 Oeření drážky rooru o mm 0 Vniřní průměr jha saoru D mm 108,5 Délka jha saoru l fe mm 90