Some aspects of the reliability increasing of the transport electric drives

Braslavsky, I.Ya.; Metelkov, V. P.; Valtchev, Stanimir; Esaulkova, D. V.; Kostylev, A. V.; Kirillov, A. V.

doi:10.1109/epepemc.2016.7752080

Cited by 7 publications

(4 citation statements)

References 16 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Based on these findings, treating the partial discharge inception voltage (PDIV) as the threshold for the electrical aging is reasonable, and thermal or thermal-mechanical stress would be the dominant aging factor if no PD occurs. This assumption is widely adopted in past papers [41,45,[63][64][65].…”

Section: Electrical Stressmentioning

confidence: 99%

Reliability-Oriented Design of Inverter-Fed Low-Voltage Electrical Machines: Potential Solutions

Giangrande

Madonna³

et al. 2021

Energies

View full text Add to dashboard Cite

Transportation electrification has kept pushing low-voltage inverter-fed electrical machines to reach a higher power density while guaranteeing appropriate reliability levels. Methods commonly adopted to boost power density (i.e., higher current density, faster switching frequency for high speed, and higher DC link voltage) will unavoidably increase the stress to the insulation system which leads to a decrease in reliability. Thus, a trade-off is required between power density and reliability during the machine design. Currently, it is a challenging task to evaluate reliability during the design stage and the over-engineering approach is applied. To solve this problem, physics of failure (POF) is introduced and its feasibility for electrical machine (EM) design is discussed through reviewing past work on insulation investigation. Then the special focus is given to partial discharge (PD) whose occurrence means the end-of-life of low-voltage EMs. The PD-free design methodology based on understanding the physics of PD is presented to substitute the over-engineering approach. Finally, a comprehensive reliability-oriented design (ROD) approach adopting POF and PD-free design strategy is given as a potential solution for reliable and high-performance inverter-fed low-voltage EM design.

show abstract

Section: Electrical Stressmentioning

confidence: 99%

Reliability-Oriented Design of Inverter-Fed Low-Voltage Electrical Machines: Potential Solutions

Giangrande

Madonna³

et al. 2021

Energies

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Это ведет к сокращению срока службы двигателя, что не учитывается классическими методами оценки теплового состояния двигателя [2]. Однако факт влияния колебаний температуры на ускорение расхода термического ресурса изоляции обмотки при определенных условиях может оказываться весьма существенным [2][3][4][5].…”

Section: Introductionunclassified

Evaluation of Load Fluctuations Impact on Induction Motors Insulation Resource

2018

View full text Add to dashboard Cite

ВведениеБольшое количество электроприводов в различных отраслях работает в режимах, для которых характерно периодическое изменение нагрузки или периодов работы и паузы. При работе в таких режимах температура элементов двигателя может изменяться в широком диапазоне. Широко распространенный классический метод оценки теплового состояния электродвигателей на основе средних потерь так, как и методы эквивалентных величин, основанные на нем, не учитывают это обстоятельство. Вывод выражений для этих методов предполагает линейную связь между скоростью термического старения изоляции и ее температурой, так как только в этом случае средняя температура отражает среднюю скорость старения изоляции.В действительности скорость термического старения изоляции () связана с температурой () экспоненциальной зависимостью. Эта зависимость может быть получена, исходя из законов кинетики химических реакций [1], и может быть представ-где B и G -постоянные коэффициенты;  A = 273 °С; k = 3600, если срок службы измеряется в секундах. Расход термического ресурса изоляции за время t work может быть представлен как(2) Расход термического ресурса изоляции за время работы в номинальном режиме с температурой  N будет R N = ( N )t work . В этом случае можно ввести коэффициент ускорения расхода термического ресурса изоляции k   = R/R N , позволяющий оценить влияние изменений температуры обмотки на ее долговечность.Выражение (1) описывает монотонно возрастающую функцию с положительной второй производной. Из этого следует, что увеличение скорости старения изоляции при увеличении температуры вверх от средней не компенсируется ее снижением при снижении температуры. Поэтому любые колебания температуры ведут к увеличению скорости расхода термического ресурса изоляции, а при колебаниях температуры с разной амплитудой, но одинаковым средним ее значением, средняя скорость старения изоляции будет разной (k  всегда больше единицы). Это ведет к сокращению срока службы двигателя, что не учитывается классическими методами оценки теплового состояния двигателя [2]. Однако факт влияния колебаний температуры на ускорение расхода термического ресурса изоляции обмотки при определенных условиях может оказываться весьма существенным [2-5].На рис. 1 показано влияние колебаний нагрузки, характеризуемых относительной величиной среднего квадратичного отклонения мощности потерь ( P ), на коэффициент ускорения расхода ресурса изоляции k  . Графики показаны для t/t б = 0,01 при соблюдении условия равенства средней за цикл (P ср ) и номинальной (P N ) мощностей потерь; t -характерное время постоянства нагрузки; t б = C   lim /P N ; C  -суммарная теплоемкость двигателя;  lim -максимально допус-Электромеханические системы УДК 62-83:621.313 Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург, РоссияАктуальность исследований обусловлена необходимостью повышения надежности и снижения аварийности асинхронных электроприводов из-за выхода из строя обмотки статора. Целью исследований является разработка способа учета влияния изменений температуры обмотки при коле...

show abstract

“…The power supply system of the electric drill (ED), which is currently in use, causes an asymmetry of motor cur rents and voltages. It results in increasing of power consump tion and reducing of the system reliability as a whole [2]. literature review.…”

mentioning

confidence: 99%

“…The use of a surface frequency converter is impossible due to the capacitive component of the insulation resistance of the feeder system cable and does not lead to a decrease in the elec tricity losses during drilling [9].…”

mentioning

confidence: 99%

DC link power supply system of electric drill

Федорив¹,

Hlad²,

Halushchak³

et al. 2020

Nauk. visn. nat. hirn. univ.

View full text Add to dashboard Cite

Purpose. Selection of a rational power supply system for an electric drill based on an assessment of active power and voltage losses in a cable line.Methodology. Research on active power losses in current leads is based on the use of the theory of electrical circuits. On the basis of retrospective methods of reliability study of the main elements of the electric drill power supply system, factors that affect its reliability and efficiency are determined. As a result of mathematical modeling of functioning of the electrotechnical complex of electric drill power supply system with DC link in the mathematical editor Mathcad the change in losses of active power and voltage during the transition from the "two wires -pipe" system to the system with a DC link "one wire -pipe" is investigated.findings. The influence of the structure of the power supply system of the electric drill on the level of power dissipation and voltage losses in the current lead during drilling of wells is investigated. The necessity of transition to an electric drill power supply system with DC link "one wire -pipe" is justified. This power supply system will increase reliability and energy efficiency indica tors.originality. It has been shown for the first time that the active power dissipation and voltage losses in the current lead of the electric drill with the use of the power supply system with DC link "one wire -pipe" are smaller in comparison with the existing electric power supply system, especially when drilling average and lower intervals of wells.Practical value. The developed mathematical models of active power dissipation and voltage losses in the current lead allow us to determine the main indicators of energy efficiency and operational reliability of the electric drill power supply system and fa cilitate the choice of the economic drilling process.

show abstract

Some aspects of the reliability increasing of the transport electric drives

Cited by 7 publications

References 16 publications

Reliability-Oriented Design of Inverter-Fed Low-Voltage Electrical Machines: Potential Solutions

Reliability-Oriented Design of Inverter-Fed Low-Voltage Electrical Machines: Potential Solutions

Evaluation of Load Fluctuations Impact on Induction Motors Insulation Resource

DC link power supply system of electric drill

Contact Info

Product

Resources

About