7.12 7.13 7.14
Steady-State Thermal Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Transient thermal analysis (Stall) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Rating test using a flange-mounted plate as a heatsink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
8
AC Universal Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 8.1 Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 8.2 Initial sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 8.3 Preliminary changes to the geometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 8.4 The armature winding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 8.5 Selecting materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 8.6 Setting the controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 8.7 Setting up the first test calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 8.8 Torque/speed characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 8.9 Operation at 1,500 rpm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 8.10 Setting up the thermal analysis with Motor-CAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 8.11 Transient heating of the rotor winding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
9
Switched Reluctance Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 9.1 Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 9.2 Initial sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 9.3 Initial performance calculation — low speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 9.4 Calculation at the high-speed point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 9.5 Checking the low-speed operation again . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 9.6 Setting up the thermal analysis with Motor-CAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 9.7 Duty-cycle analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
10
Salient-Pole Wound-Field Generator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 10.1 Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 10.2 Initial sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 10.3 Starting PC-BDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 10.4 Engineering changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 10.5 The armature winding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 10.6 Determining the number of turns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 10.7 The field winding and the excitation current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 10.8 Selecting materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 10.9 Setting up the controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 10.10 First calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 10.11 Harmonic analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 10.12 Generator characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 10.13 Load calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 10.14 Finite-element calculation — the single-load-point GoFER . . . . . . . . . . . . . . . . 176 10.15 Adding a damper (amortisseur) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 10.16 Short-circuit calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 10.17 Setting up the thermal analysis with Motor-CAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 10.18 Steady-state temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
11
Axial-flux machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 11.1 Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 11.2 Initial sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 11.3 Starting PC-AXM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 11.4 The winding editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 11.5 Selecting materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 11.6 Control settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 11.7 Static design calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 11.8 Dynamic design calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
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