VTT Uutta | Uutiset 2004

20.10. Isoille sähkömoottoreille uutta kansainvälistä kilpailukykyä


VTT:n ja yhteistyökumppanien menetelmällä selville sähkömoottorin tärinäsyyt

VTT kehitti yhteistyökumppaniensa kanssa menetelmän, jolla voidaan selvittää erittäin tarkasti suurten sähkömoottorien värähtelyä. Menetelmää käyttäen suuritehoisia moottoreita valmistavien yritysten kansainvälinen kilpailukyky kasvaa, koska moottoreiden pyörimisnopeutta voidaan säätää nykyistä laajemmin ja tehoa voidaan nostaa.


Kaivoksissa, laivoissa, petrokemian laitoksissa ja mm. voimaloissa käytetään moottoreita, joiden toiminnan luotettavuudelle ja käyttövarmuudelle on asetettu erittäin tiukat kansainväliset vaatimukset. Moottorit ovat suuria, sillä niiden tehot ovat useita megawatteja, ja moottoreiden keskiakselin pituus eli laakeriväli on kaksi-kolme metriä.

Moottoreiden värähtely- ja vaurioitumisvaarojen vähentämiseksi VTT, TKK ja mm. ABB Oy ovat kehittäneet moottorin ns. sähkömekaanisen vuorovaikutuksen mallin. Mallissa on yhdistetty ainutlaatuisella tavalla sähkömagneettisten voimien ja mekaanisten voimien yhteisvaikutus. Näitä voimia on käsitelty aiemmin pelkästään erillisinä.

Tämän tutkimusten mukaan sekä sähkömagneettisia että mekaanisia voimia on tarkasteltava samanaikaisesti, sillä moottorin kuormittuessa ne vaihtelevat ja ovat myös keskinäisessä vuorovaikutuksessa. Ilmiön ymmärtäminen ja sen käsittely kehitetyn mallin avulla helpottaa sähkömoottoreiden valmistajaa ennustamaan jo suunnitteluvaiheessa moottorin värähtelyä. Tutkimustulokseen päästiin usean tutkimuslaitoksen ja yrityksen yhteistyöllä.

Voimakas värähtely voi vaurioittaa joko itse moottorin tai tämän runkorakenteen. Kun suuren moottorin sähkömekaaninen vuorovaikutus tunnetaan, sen pyörimisnopeusaluetta voidaan laajentaa ja tehoa voidaan nostaa. Jatkohaasteita ovat moottorin ja sen tukirakenteiden optimointi ja valmistustekniikan kehittäminen nykyistä kustannustehokkaammiksi.

Julkaisu: http://www.vtt.fi/inf/pdf/publications/2004/P543.pdf

Lisätietoja:

VTT Tuotteet ja tuotanto
Pekka Koskinen, ryhmäpäällikkö
Puh. 020 722 6224, 050 555 6224
pekka.koskinen@vtt.fi


ABB Oy, Induktiokoneet
Riku Kytömäki, tuotekehityspäällikkö
Puh. 050 332 2788
riku.kytomaki@fi.abb.com


TKK Sähkomekaniikan laboratorio
Antero Arkkio, professori
Puh. (09) 451 2383, 050 555 2383
antero.arkkio@hut.fi



Uutta | Uutiset 2004

VTT