DESIGN AND APPLICATION OF MAGNETIC BEARING SUSPENSION SYSTEM IN A THREE PHASE INDUCTION MOTOR

Abstract

The current popularity of suspension and levitation stems no doubt the possibilities in high-speed ground transportation schemes. Although these are both challenging and exciting, there is considerable scope for application of suspension techniques to achieving frictionless bearing. The requirement in this case is often for close tolerances, low power consumption, small airgaps and ingeneral, compactness. Thus, magnetic suspension using DC electromagnets schemes have received more attention than the other techniques of repulsion levitation. Proposed prototype system consists of a conventional stator and its rotor without iron core, set of electromagnets for suspension of rotor shaft and set of compensation circuits feedbacked by optical-transducers. Prototyped system is aimed as a laboratory demonstration tool so there is no challenging to exceed the speeds of 1500 rev/min that is the speed of motor with mechanical bearings. Magnetic bearing suspension system provides a high impact visual demonstration of many principles in undergraduate educational programs in electrical education, e.g., electromagnetic design, PD controlled compensation of a unstable control system and power amplifier design. The system is capable of giving a good comparison between mechanical and magnetic bearing up to speeds 350 rev/min. Power losses without load show about 15% reduction with magnetic bearing. The noise of the motor is also decreased to a low level.

Keywords

• Magnetic bearing, Suspension

ÜÇ FAZLI BİR ASENKRON MOTORDA MANYETİK SÜSPANSİYONLU YATAK UYGULAMASI

Öz

Manyetik süspansiyon ve levitasyonun halihazırdaki popülaritesi şüphesiz ki yüksek hızlı yer taşımacılığı tasarımlarının olabilirliğinden kaynaklanmaktadır. Manyetik süspansiyon ve levitasyonun üstünlüğü ve heyecan verici olmasına rağmen, sürtünmesiz yataklarda süspansiyon tekniklerinin uygulanmasında büyük sınırlamalar vardır. Bunlar, toleransın çok az olması, az güç sarfiyatı, küçük aralığı ve küçük ebattır. Böylece, kontrollü DC elektromıknatıs şemaları, diğer itici levitasyon tekniklerinden daha fazla dikkati üzerinde toplamaktadır. Planlanan prototip sistemi bir stator, demir nüvesiz sincap kafesli bir rotor, rotor milinin süspansiyonu için elektromıknatıs gurubu ve foto-dönüştürücüler gurubunun geri besleme yaptığı kompanzasyon devrelerinden oluşmaktadır. Prototip sistemi bir laboratuvar gösteri aygıtı olarak amaçlandığından mekanik rulmanla ulaşılan 1500 dev/dak'lık hızlara ulaşılmaya çalışılmamıştır. Manyetik süspansiyonlu yatak sistemi, üniversite eğitim programlarında elektrik eğitiminde örneğin, elektromanyetik tasarım, kararsız bir kontrol sisteminin PD kontrollü kompanzasyonu ve güç yükselteci tasarımı gibi prensiplerde çok etkili görsel bir gösteri sağlamaktadır. Sistem 350 dev/dak'lık hızlarda mekanik ve manyetik yataklar arasında iyi bir karşılaştırma özelliğine sahiptir. Manyetik yatak ile motorun boş çalışma güç kayıplarında % 15'lik bir azalma göstermektedir. Motorun gürültüsü de düşük bir seviyeye inmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Manyetik yatak, Süspansiyon