ˇ ( · 2010-04-04 · we used especial linear algebraic equations which contain programmable...

16
) 27 ( ) 1 ( 2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series 9 _ ) 27 ( ) 1 ( 2005 Tishreen University Journal for Studies and Scientific Research- Engineering Sciences Series Vol. (27) No (1) 2005 * ** *** ) 6 / 2 / 2005 ( . . ) ( . ____________________________________________________________________ * _ _ . ** _ _ . *** _ _ .

Transcript of ˇ ( · 2010-04-04 · we used especial linear algebraic equations which contain programmable...

����� ��� ���� ���� ��� ���� ������)27 ( ���)1 (2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

119

������� ���� ������� ����� ����� ���� _ ������������� ����� ������)27 ( �����)1 (2005

Tishreen University Journal for Studies and Scientific Research- Engineering Sciences Series Vol. (27) No (1) 2005

���� ���� � ���� !���� "������ #����� $%�&��� "������ '������ ���(����

��&������ )** ��&���!(�� #��� **

������ ��)�***

) �% ����� '�,6/2/2005(

���� ./(���� ����

�� ������ ������ � ������� ����� !����� ���� "#����� �$% �� &'() &*�� +* �� �,$ � ����� -� % ���*�� �����*��� �.�*��.

���*��� 0�*�� �� �)��1�� ������ ���� �� ��2'2 �����3 �4�)�.� ������5�� 6�% �.� � 0�4*�� -� �� � 1���� ���)�� ���� ����� ����� �'� ���� �.*��� "��� �� ���7 � 8�)1��� .

-�94�% ��4 :���4*�� � ��� ���� "��� �� 0�*�� -� % ���*� �� ;�1% ����� <�= +* �� "���� 0�,. ������ 0�*�� �����* >�� 0�*�� �,$ ��2� "��� �� 0�,� ���1��)?�. :���* ��1 (3 &� 4����

���� �.� ����5� <�� :�*� ���1�� ��� ��� �@ ��� � ��� !�� �� ��1�� �,$ <��3 ����� "�����* A� ���(��� � ��� 0�*�� -� �� � 1���� ��9���� ���)�� ���� 0�4*�� >���4* ��� � 8)1� +

� � � ��*��B.

____________________________________________________________________ * �*��� 0���12 ��3����&�� ��&���&���� ������� ���&� ��3����&�� �,���� ����4 ��,2 ����� ����� _ ��,0��� _���� .

** �*��� 0���12 ��, ��3����&�� ��&���&���� ������� ���&� ��3����&�� �,���� ����42 ����� ����� _ ��,0��� _����. *** ������� #���2 ��3����&�� ��&���&���� ������� ���&� ��3����&�� �,���� ����4 ��,2 ����� ����� _ ��,0��� _����.

�2'2 ����*� 0�*� :���*�� D�*��

?�.�� :���*�� ��2��� �� 1�� ����� ��* 30�1�� 3����

120

���� ���� ������� ����� ����� ���� ��� _ ������������� ����� ������)27 ( �����)1 (2005

Tishreen University Journal for Studies and Scientific Research- Engineering Sciences Series Vol. (27) No (1) 2005

Thermal Calculation for Three-Phase Induction Motors,

Using the Thermal Equivalent Modeling

Dr. Izzat Hasan *

Dr. Habib Sheikhouk**

Nizar Suleiman***

(Accepted 6/2/2005)

���� ABSTRACT ����

We prove in our recent research a clear discussion about the most important

methods by which we can decrease the basic loss-in the induction motors, and improve

their efficiency

Different losses were studied, originally the basic magnetic losses, to find the

optimal way of its reduction using special controlling parameters in the kind of an

insulating materials used in that designed motors. Also we studied in our work the way of

improving the motors efficiency by thermal exchange method between the motors part and

the external medium, by modeling thermal motors with an thermal circuit. to achieve this,

we used especial linear algebraic equations which contain programmable parameters.

Choosing the above mentioned insulating materials and motors- parts-dimension could

help us to decrease the amount of motors temperature, and increase their efficiency.

*Assist. Prof. Electric Power Eng. Dept. F.M.E.E. In Tishreen University-Lattakia-Syria

**Assist. Prof. Electric P0wer Eng. Dept. F.M.E.E. In Tishreen University-Lattakia-Syria .

*** Reearch Student For This M. Sc. Work, At The Electric Power Eng. Dept. F. M. E. E. In Tishreen

University-Lattakia-Syria .

����� ��� ���� ���� ��� ���� ������)27 ( ���)1 (2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

121

�6��7�: �� ��# ��.�� �7��� ���� D���&� $& �� .�&� ��4���� !����� ������� ����� ������ ��E�� ����� ��3

�@��� <�� �� �7��� B,$ �1 � +�*����.���� ������ �����9��� �������� ����(� $��F�3 G 4(% <4�*��# ��.�� �7��� A.'���� �� � � :% ���� 6�� . ��# ��.�� �@H� ���� & ���� ��. ��# ��.�� �7��� I���

) �4�#�� ��*�� �� ��.���� ���� �� ����� �������� �����*�� ������ ��* �� ���� ����� �� ���� ( �4 �����# ��.�� �.�*����# ��.�� �7��� �.���� � .% � �.

�47��� �.��.����.�� ���*��� �$ ��# ��.�� ��H� �� 1��� �% -� � 6��� 8 ��� �=3 :,4��� A4������� ��) >���* <�= ��*�� �7��� B,$ �� ����3 �4�J� ���(���� ���)�� ��7�� ��1�� <�= : K� �����3

�= ���� ������* ��� �� L)��@� < . ���47 � ���� ��#�9�� �����7 ��� <�� �.��.����.�� ���*��� ����������� B,$ 6�% .��.���� .��.����.�� . �4�� � �.� ��� ��# ��. ��M ��(� &7'�= �.�� ��F � �.�

��� ��� �����*��� ��.���� ���� � �*�� -���= �� ���#����� .3 4.��� ����� �����47 <4�� ��� �������#����� .��� ��� . $ ���� �. � ��# ��.�� �@H� �� >���*�� ����� ���� �% .) 4�2� �� ( �4���� <4�=

���1�� ����� >���* ��� "�� ��� <�= ��H� -�9�% ��1�� <�= : K� ���1��3 ���� ������ ���M % +'24 ����% "��[6 , 7]:

� ���7� �����*��3 :���*�� L��O � :���*�� �*� 3 "� �. � ��� �% �.� ������� �����*�� �7������ �� >���*�� ��� ��, ������ <�= ����� >���*�� ��� ��, ������ � :��� :���*.

������� ������ "���� ���)�� �,$ �= "������ "� ��� ." �@H� �� �����*�� ��� ��� ���� &��*% A���� B,4$ ��4.� �% �.�� ���1�� ����� <�= �2� �� �. � $�� �'1 >�� . ��� �% "#��� ��# ��.��

��9F �% ��#� �% � �( ���% �� (�� �% "#�����3 *�� ���� ��� �� ���� �% ���2� �.�� "� 4��� �4����3 ��# ��.�� ���� �� �� ����� ����� ��# ��.�� ����� $�� �� A �� ����� B,$�.

&����* ����� ��F ���. ��# ��.�� ��H� � ���3 64)� 04�� ��H� ��7% !�� � ��� �.� @ �1M <�� $ � �� >���*�� ����� ���� �� ����)��3 �� �,� � �*� 0�, ,1K� �% D�� ��# ��. ��M :% ��(�3 �. �.�

� 7 �(��&� 4�. ���1�� ����� <�= ��# ��.�� ��H� �� �����*�� ! ��� � >���*�� ����� ���� ���*� <��$�2��� �9� ���7�2� � �9� ��� �)(�� ���*�� ��J� �7��� ����K ���*�.

� �� #���� ������ !����� �% �*�: ����� <�= ��# ��.�� �@H� �� ������ ����[2 , 4 , 5]:

�4��� �)��� �� �(*�� �# ��.�� L���� � ������ ������ ��.��� ����= ����� ����% ������ �� �� �(*�� : � *�� L����� �.��.��� L���� �� ����� � :��� D 4� ��# ��.�� ��J� ������5�� >

"������ ������ �.�� �����)-� �� (�����5�� . ��*�4��� ���4��� �4 ��.��� ����O� ������ % �� �����)��� ��� ( D�4���� �4����5�� Q�)�� �� ������� ������5�� >�� �� ��� �)��� �� �������

���5�� �*��� B�������*�� �� ��#����� >�52�� �� ���3 �4� 4���$� &��R� ������ B,$ �$% 6� � 8���+* �� L���.

�2'2 ����*� 0�*� :���*�� D�*��

?�.�� :���*�� ��2��� �� 1�� ����� ��* 30�1�� 3����

122

12 �6���6�9� �*�6� ��:

1212 �6�3���6�&�� �6*�6� ��)�6��9�:(

�� 0�4*�� �#� 4��� � 2�� �)� �� ��� ����� �'1 � ��*��� �� ������ B,$ I��� B,4$ 4��

�*�� ��� ! � <�� � ���� �.� ������3 �#� ��� � 2�� ������ �7'�� <����:

(1) SSSCu RImP ⋅⋅= 2

1

(2) rrrCu RImP ⋅⋅= 2

2

�% +�*:

Sr mm , S TD����� �#� ��� � 2�� ����% �

Sr RR , S TD����� �#� ��� � 2�� ����% � ��� �.� ����� �����

Sr II , S D����� �#� ��� � 2�� � U�.� ����� ���.

��0�*�� >���* ��� <�� �#� ��� � 2�� ��� � U�. �3 >���4* �4�� �� ����� B,$ 6�� �,�

��*�� �����)( 0θ >���*�� ��� *� �2)(θ �7'�� ������� ����� ����� ,# �� *�� ���� �� 0�*��

������:

(3) 0

20θ

θθ

+

+=

K

KRR

�% +�*:

θR S >���*�� ��� �� ����� ����� �����)(θ T0�*��

20R S >���* ��� �� ����� ����� ���1�� �����)( 0θT

K S :��� �$� �7����� �% �)��� � � L�� "���� � 2(245) ������� � �7��� ��% �

:���� (235) 6*��� � �7��� ��% �.

2212�6����6��� �6*�6� ��:

.�� ���(�O� ������ � �����*��� ��H� �� �� � *�� ������ ��)�.�� ����� ( ���4��� ��

�����5�� "������ �� ������3 , ��4��� �42'2 �4���*��� 0�*�� �� �� � *�� ������ ��.��: �#� 4��

<�� :���� & ���� ��9� ��(���[2] :

S � 2�� D�7 �� �� � *�� ������)( ,1 YFePT

S � 2�� ���% �� �� � *�� ������)( ,1 TFePT

S �#� �� -9��� �� �� � *�� ������)( ,2 RFeP.

����� ��� ���� ���� ��� ���� ������)27 ( ���)1 (2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

123

�4��� ! �����5�� "������ ��) ������ D����)( f �� �4���� !4� <4R� � Q��4*��� �4�2.�����5��3 �����5�� L �O� ��� ! :% . �4��� ! � ! &� �� D����� �.�� ����� ��) ������ %

�����5�� "� ��� ��2.� <R��� ����� ! � ! &��%�3 ��� 0�, �� >� ��� �7'��� <����:

[ ] )6()100/).(/100(

)5()100/(

)4()100/(

222

2

2

mBffPPP

mBfP

mBfP

FeEHEHFe

FeEE

HH

⋅⋅∆⋅+⋅=+=

⋅⋅⋅∆⋅=

⋅⋅⋅=

σσ

σ

σ

�% +�*: HσS T �����5�� "������ ��) L���� ��EσS T �.�� ����� ��) L���� �� Fe∆ S T ����*��� 0�*�� �#� � � 2 D��7 ���( �� � 1���� �� � *�� G#)(�� �.� m S T � *�� �9�f S T ����B S<R��� ����� �'��� �����5�� "� ��� ��2..

�7'�� ����*��� 0�*�� ���.�� �� � *�� ������ <���: (7) RFeTFeYFeTFe PPPP ,2,1,1, ++= (8)RFeERFeHTFeETFeHYFeEYFeHTFe PPPPPPP ,2,2,1,1,1,1, +++++=

�% +�*: YFeEYFeHYFe PPP ,1,1,1 += TTFeETFeHTFe PPP ,1,1,1 += TRFeERFeHRFe PPP ,2,2,2 +=

��� ���'�)( Hσ �)( Eσ � *�� �9� <�= ���O )(m �� �� �@ �)4 ( �)5 ( ���� ��� � <�� ����� �����5�� Q�)�� <�� ��� ����. �@ ��� B,$ !�� �.�� ���.��:

)10()()(]100/[

]100/[

)9()(100/

100/

22

2

2

2

2

2

NNNNFeE

FeE

NE

E

NNNNH

H

NH

H

f

f

mBf

mBf

P

P

f

f

mBf

mBf

P

P

Ψ

Ψ⋅=

⋅⋅⋅∆

⋅⋅⋅∆=

Ψ

Ψ=

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅=

σ

σ

σ

σ

�% +�*:

(11) NNeff

eff

N A

A

B

B

Ψ

Ψ=

Ψ⋅

Ψ⋅=

�% ,= : )(Ψ S T �����5�� Q�)��)( NΨ S �����5�� Q�)����@� T)( Nf S ���� �4�@� T

)( effA S ���)�� �*���.

��� . �#� ��� � 2�� �� �����5�� "� ��� <��� �% �.�:

(12)2

1

2

11 qd Ψ+Ψ=Ψ

(13)2

2

2

22 qd Ψ+Ψ=Ψ

�2'2 ����*� 0�*� :���*�� D�*��

?�.�� :���*�� ��2��� �� 1�� ����� ��* 30�1�� 3����

124

�@ ��� �� 1��� D����)9 ( �)10 ( 4. � *�� �� ������ � ��. ��H� �#� � � 2 �� ���� � �� ��.� �% �� ��� ��)8 .(�� � �� ����� ���� ��� �% �.� ��H� �� ������ � �� � *� �= �4��.�� �4� � *�� ������� � &���:

1 S ���� �� 1�� �#� ��� � 2�� �� ���.�� �� � *�� ������ L9���)( SK (14-a) TFeSFe PKP ,1 ⋅=

(14-b))1(,2,2 STFeFeRFe KPPP −== 2S ���� �� 1�� D����� ����� �� � 2�� �� �� � *�� ������ L9���)( TK

(15-a)1,1 FeTYFe PKP ⋅= (15-b))1(1,1 TFeTFe KPP −=

3S ������ ���� �% �.� � �� �� � ��*��)1 ( �)2 ( �����5�� "������ ��) ������ �� :���� +'2�� �'��� �� 1�� �.�� ����� ��) �������),,( RTY HHH3 �% +�*:

)16()1(

)16(

)16()1(

)16(

)16()1(

)16(

,2,2

,2,2

,1,1

,1,1

,1,1

,1,1

fPHP

ePHP

dPHP

cPHP

bPHP

aPHP

RFeRRFeE

RFeRRFeH

TFeTTFeE

TFeTTFeH

YFeYYFeE

YFeYYFeH

−⋅−=

−⋅=

−⋅−=

−⋅=

−⋅−=

−⋅=

:��� �#� �� �� ��.��: (17) ffff S −== 12

�� ��� �@ ��� �� � )14 ( �)15 ( �)16 ( �@ �� )9 ( �)10 (<�� �(*�:

)18()()()1()1(

)18()()1(

)18()()()1()1(

)18()()1(

)18()()()1(

)18()(

2

2

22

2

2,,2

2

2

2

2

2,,2

2

1

12

1

1,,1

2

1

1

1

1,,1

2

1

12

1

1,,1

2

1

1

1

1,,1

ff

fPKHP

ef

fPKHP

df

fPKKHP

cf

fPKHHP

bf

fPKKHP

af

fPKKHP

NN

TNFeSRRFeE

NN

TNFeSRRFeH

NN

TNFeSTTTFeE

NN

TNFeSTTTFeH

NN

TNFeSTYYFeE

NN

TNFeSTYYFeH

−Ψ

Ψ⋅⋅⋅−⋅−=

−Ψ

Ψ⋅⋅⋅−⋅=

−Ψ

Ψ⋅⋅−⋅−=

−Ψ

Ψ⋅⋅⋅−=

−Ψ

Ψ⋅⋅⋅⋅⋅−=

−Ψ

Ψ⋅⋅⋅⋅⋅=

"��)� �'� �=)!�9�� (L����),,,,( RTYTS HHHKK 4���� ��# ��.�� ��H� 8'�1 8��1� ����� <�� �� !�� �$� ��H� B,$ ��(� �� � 1���� ���)�� ����(0.33) �(0.99).

����� ��� ���� ���� ��� ���� ������)27 ( ���)1 (2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

125

3212��&���&���� �*�� ��: 04.�*� �4 ��.�� ����� >��� �� -�9�V� 0.�*@� ���� <�= & �F ��.��.��� ������ �R� ���

��*��� ����. "�������" ���� <�=� ���)�����������3 -��4��� 0��*� ���� � ��#��� �7��� 0�,.� �4������ �4R�� 0�4*�� ��.��.��� ��*�� ��� 8'�1 ������ B,$ ��7 8��1�� �����*��� ��H� �1�

&��% .0�*�� W��� <�� ���� � ��� � ������ B,$ ���� �.�3 �2K4� ������ B,$ �X� �* �. <����� �.� A����* ��� L)���� 0�*�� ���1� <�� G�[1, 4, 5] .

22��%� :� �*�� ��: �� �4���� ��4����5�� �*��� ��2E� �*� ���*�� �� ����O� ������ ��R�3 Q��4*��� G��E4��

��#����� >�52�� �� �����5��3 �9�����! � 2�� �)�� ��# ��.�� �.�*�� >���� Y� ��� �#� 4���3 �4 4� ����;�1�� ������ . ���4���� �4� �4��� ����= ���� ��(��� �#� �� ��, �����*��� �.�*�� �� ��R�

�������3 �#� �� G#)( � � ��(��� �#� �� � �7 �� >��� ������� :% . 4�� ����O� ������ �% � ���� :��� ��@� �R��� �� 0�*�� ��(0.5%) �. ��� � >������ �����@� �3 :%:

η/005.0005.0 21 PPPdn ⋅== ������ �7'�� ���@� ���*�� �� �)��1 ���* :% �� ������ B,$ D�*�:

2

11 )/( ndnd IIPP = +�*)( 1I � 0�*�� <�� ���*�� "����� ����� �2�)( 1nI ���@� ���*�� �� ����� �$[1, 4, 5] .

� ������ !����� �% ;������ '�7��� <3���: �4��M 4���� ����� >���*�� ������ ! ��� ���� �� ����*��� 0�*�� �� >���*�� ����� ���� � �)�

0�*�� -�9�% �� >���*�� B,$ ����� ���M ���� "��� �� ����� "�� +'2 ��� �$� :�����*�� ���(�� 3 :���*�� L��O � :���*�� �*� [1, 6, 7] .

1 2���=���� ;������ '�7���: ��#9��� �7���O �����*�� ���(��� �9'�� ����)��� �� ��� <���:

(19) Qzyxta

⋅+∂

∂+

∂+

∂=

∂⋅

λ

θθθθ 112

2

2

2

2

2

�% +�*)(a �7'�� <���� :���*�� ����@� �� �2�: (20) )/( PCa ⋅= ρλ

�% ,=: PC S 4 � ��� > �� ������� �����*�� �����)/( 0CKgJ ⋅T

Q S 4 � ��� ������ >���*�� ��.)/( 3mWT ρ S 4 � ��� > �� ��2.3/ mKgT

λS 4 � ��� �����*�� ���(��� ��)/( 0CmW ⋅T θ S 4 � ��� >���*�� ��� 0

C .

�2'2 ����*� 0�*� :���*�� D�*��

?�.�� :���*�� ��2��� �� 1�� ����� ��* 30�1�� 3����

126

��.� � �� : *% �R� ��% �: (21) xq ∂∂⋅−= /θλ

+�*)(q S 4 :���*�� "� ��� ��2.)/( 2mW T)(x S ��� 6��� �����. ������ �� �����*�� ����� ��.� �,�)( 1x �)( 2x �$

(22) A

xxRth

−=

λ21

+�*)(A ! � ��� � ��� > �� !�� �*� �$. �� ��� �� �)1 (��# ��.�� �@H� ��(� �� � 1���� ���� Q� � �����*�� ���(��� ��.

22'����� ;������ '�7���: �*� >���*�� ����� ���� <��������� �7'��:

(23) )( fwCq θθα −= �% +�*: )( wθ S T G���� >���* ��� )( fθ S T G���� � ���� �� >���*�� ���

)( Cα S ���� ��<�� ���� >���*�� �: S "� ��� ��� � )D��� �% �*)((T S TG���� �% ����� �� ���� �.���

S >���*�� ��� ��� �):��7 �% ��� �(T

S �#��� ��#�9�)�� ��9���� >���*�� ����.

�� 2 �7�% > � �7'� A� ���� �,$ �=3 :%: (24) ),,,( erraC RGPNf=α

�% +�*)( aN ������ � �$(Nusselt) �$ >���*�� ����� ��� A� �� ��.��: (25) fCa lN λα /⋅=

'��)1 (2� �% ���(����� ����� >��� �������� ���=��� '������3����&�� ?@� ���=

�����*�� ���(��� �� λ4 )/( KmW ⋅

0�*�� �� �� 1��� �. �> �� ��

161 �.����)0�*�� �.�$( 20SiAl −

54 ��*�� )%5.0( Csteel 240 �#� �� � �7 ����*��� 0�*�� ��(��� Al 36 �#� ��� � 2�� D�7 )%5.1 CsteelCarbon 386 &��*% �#� ��� � 2�� �)� Cu 0.2 :���� ���9�� � 2�� �)� ! � ��F ��7 �9� 0.02624 �52�� -��$��*�� -������ > A����* ��� -��$)300( K

����� ��� ���� ���� ��� ���� ������)27 ( ���)1 (2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

127

+�*)(l �%� 6�� G�� �% �*�)(� * ��� �$)( fλ �#��� �����*�� ���(��� ��. %)( rP �� ��� � �2� ���(Prandtl) � �7'�� A�� � ��������:

(26) ffr CP λµ /⋅= �% +�*)( fC 6��� �#��� �����*�� ����� �$)/( 0

CKgJ ⋅ �=�)( fµ � 4��� �#��� ���9��� �� �$ 4 )/[ smKg ⋅ .���� %)( rG �7� ���(Grashof) -���� �* <�� �#��� >� � �7'� A� �7��� �,$�

�7'�� <����: (27) 23 /)( νθθβ lgG fwr ⋅−⋅=

�% +�* :ν S T �#��� ���9�g S <�= :���� ������ �� ,��� ��)/81.9( 2sm T

βS :���*�� ��� ��(1/C0)

�2� &���1%�)( eR �7'�� <���� 9 ����� �: (28) µυρ /lR fe ⋅⋅=

�% +�*:)(ρ S �#��� ��2.]/[ 3mKg T)( fυ S �#��� �.�* ����]/[ sm . ���� ��� ������� ��* �� ���� ��.� :���*�� "� ��� �.�* �=������� ������� ��* �� ���� ��.� @ �� 3

>��� �� �(���� �% �1��� �% �*���� �2 B�� !� � � . � � �� �=(Grashof) � ! � <�=(Reynolds) ������� ���H �� �� ����:

(29) 2/ ergr RGK = 0�, � I����� �. �,=)1( >>grK �4�# ��.�� �4�H� �% 0�*�� ���. ���� ��� ������� ���� ��.�3 �,= 4%

�.)1( <<grK ������� ������� � '�3 $ *�� ���. ��F ��.� ���� ��� ������� ��. �� ��)� U�. <�� �47'�� ��# ��.�� ��H� �� � -��$ <���� ��# ��.�� �@J� � ��� ������� ������� ��

>���*�� ����� �� A�� D�*� ����)( Cα �.�� : (30) )(05.05.6, fwfreeC θθα −+=

�� �� ��� B,$ � 1��� ��4*�� -��4��� <4�= ��# ��.�� ��H� �% 0�*�� �.�$ � ������� >���*�� �� ���*�� ��* �� �����*�� ����� ��.��:

(31) )/(1 AR Cth ⋅= α 32 A���:�� ;������ '�7���:

���� ���� �=�)��� ���7 <�= � ��� ���� �� L��O >���*�� �S �7'�� <���� ����� : (32) )( 44

11 fwr Aq θθδε −⋅⋅= �% +�* :)( 1A S T ���� G���� �*�)( 1ε S ���� G�4��� L��= ��4.��]01[ ≥≥ ε �4$�� :�4�

96.0=ε� 44� *�� �44�% �4408.0=ε T ��44����� �44�% �44)(δ S �)��44� �44 2S �44���� �:���]/106697.5[ 428 Kmw ⋅⋅ − .

�7'�� ���*�� L��Z� �����*�� ����� <����:

(33) )( 44

11 fw

fw

thA

Rθθδε

θθ

−⋅⋅

−=

�2'2 ����*� 0�*� :���*�� D�*��

?�.�� :���*�� ��2��� �� 1�� ����� ��* 30�1�� 3����

128

� ������ !����� $%�&��� "������ '������: 12$%�&��� "������ '������ ���B�:

�2� �� ��� ������� B,$ �=)�R�� ( �42��� �% A 4���� �,$� ��# ��.�� �������� �����*�� ��� ������ :���*�� � ��� �� �� *��� �.��� <�� " A����� ���7 ")( YP ⋅∆= θ �# ��.�� ������ " ��% ���7")( GUI ⋅=.

>���*�� ��� "�)�� �#�.�� �����*�� ���1�� ��)( 21 θθθ −=∆ ���4��� "�4� "4����)(U3 :���*�� "� ����)(P �# ��.�� ����� "����3 �����*�� ���7��� %)(Y ���# ��.�� ���7��� "����)(G .

��9��� ! ��� �� ��� � ��.�� ?�.�� :���*�� ��1�� ������ 6��� Q����@� �= >���*�� ����)�� >9.� ���7�� ! � �����*�� ���7����)>9.��(3 :���4*�� Q�)� "���� @� �� 2 >��1�� � ��� ,# �� . �=

�4�� � "�4� �4��1 >�� D�* <�= ?�.�� :���*�� ��1�� ����� ���*� ���.= ���� D������ �,$ �2 ��� [1, 3, 5] .

22�������� ?������ ���� ���� � ���� !���� $%�&��� "������ ��(���:

<�= ����� �*'�(� �.� � �.� ���� ��*�� �� ��# ��.�� ��H� �=)(n ! 4� ��, 6�4�� �(�������*�� �����'� ���1� ),,.......,( 123 PPPPn B,4$ �4� ������ <�= �#�. �% ���� �4(����3 ��,�

>���* ��� ),,........,( 123 θθθθ n D����� �(���� B,�� �����. �444� �� �444(���� B,444$ �=�444��7��� ��444�� Q� 444�� �444�� !444 �444����*��

),,.......,,,.......,,.....,( 121314112)1( YYYYYYY nnnnn − . �4���� <4�= ��H� � >���*�� 8��(� �% ���� �,$

� �� ) �� ��� ���� (�.�� � �(*������ �% ��)(n ���4(��� �% �4��7�� �4���� �,$ ! �� ����)( 0nY .������ ���1�� ��� ��� �@ ��� ��� D�.� �% B'�% �., � &��� ��.�:

nnnnnnn

nn

nn

nn

PYYY

PYYY

PYYY

PYYY

=⋅−+++⋅−+⋅−

=++++

=++++

=⋅−+++⋅−+⋅−

=⋅−+++⋅−+⋅−

=⋅−+++⋅−+⋅−

002211

33332233113

22223322112

11113311221

)(...........)()(

.............................................................................

..........................................................................

)34()(...........)()(

)(...........)()(

)(...........)()(

θθθθθθ

θθθθθθ

θθθθθθ

θθθθθθ

�@ ��� ��� �* (34) ����� ���� �)(Y �)(P �4�7�� >���4* �4�� ��= ��.�) -�94��� (

��# ��.�� ��J� �)��1��)(θ3 �@ 4��� ��� I����� �% �.� �� ��� ���� ��� ��� �@ ��� ��� <�� [-� ���� 0�,� ����� �2'2 ����*��� 0�*�� �����*��A� :���*�� ��1�� <�� &� . �4��. �$ 0�*�� �% � ��

>���4*�� �4�� �X� ;�1�� ��7�� � $��F� ��#����� >�52��� D����� �)���� �.���� � 8�E�� ����� ��F

����� ��� ���� ���� ��� ���� ������)27 ( ���)1 (2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

129

�9�% !�� �� ��)� ��.� @ A# . ���� �4����*�� ! ��� � ���� 0�*�� �,$ �2� �% �.� ���� �4�;�1% <�= ���. � &��% 0�*�� �1� ��� ���1�� ����� <�= 0�*�� � >���*�� ����� "��� ���� �����*��.

�.��� �� �(1) �.4���� ����� �2'2 ����*� 0�*� �����*�� ������ �����*�� ! ��� !�9�� �*��(2) 0�*�� �,�� �� �� :���*�� ��1��.

'&���)1(2 ���� ���� � ���� !���� �������� ���,���� �������� C������ C�)� ���.

�2'2 ����*� 0�*� :���*�� D�*��

?�.�� :���*�� ��2��� �� 1�� ����� ��* 30�1�� 3����

130

� �� �� :���*�� ��1�� 8�E��(7) ��7%)-�9�% (�$ : ����4�� >���4* ��� ! � 2�� D�7)( 1aθ ������ >���* ��� ! � 2�� ���%�)( 1Zθ � 2�� 8�� ��)�� -9����) 8��� � -9���

� 2�� ;���� �� !����� (������ >���* ��� !)( ,1 SCuθ ������ ������) ��� ! � 2�� 8�� :�� ��������� >���*)( ,1 lCuθ ������ >���* ��� ! �#� ���)( 2Cuθ �� -������ >���4* ��� 0�*�� �1� ���

������)( iαθ ������ >���* ��� 0�*�� ���1�� 8'5�� &���1%�)( Shθ. -�9��� B,$ �=) ��7�� ( <4�� ��4 �$ . � �� �����* �'(� � � Q� �� ��� ! ���(� �.���(1) �� :���*�� ��1������� �2'2 ����*��� 0�*�� ?�.. �$� ! � �@ � ! � � �)�K ��� !�� �% !����� ��1�� �,$ �) 0�4*�� -�94�% � D�*

���� �� ( �% � �� �)0( 0 =θ <�� �(*�:

0)()(

)()(

)(

)35()(

)(

)(

)(

,,11,,1

,,,221,1,,21

221212122

,11,,11,,1

,1,,1,1,1,,,,1

1121,,111,1

1,,111,11

=+−⋅−++++

=+−⋅−⋅−+++

=⋅−⋅−+

=⋅−⋅−+

=⋅−⋅−⋅−++

=⋅−⋅−⋅−++

=⋅−⋅−⋅−++

∆∆

∆∆

bfriabfrbfrSh

imechbfrShlCullCubfrlli

CuliZlCu

lCulilSSCullSlCu

SCulSlCuZSZaSalSZSaSSCu

ZZZSSCuZaaZZSZaZ

aaSSCuShZaZZaaSa

YYYYYYYY

PYYYYYYYy

PYYYY

PYYYY

PYYYYYY

PYYYYYY

PYYYYYY

ααααα

ααααα

α

α

θθθ

θθθθ

θθθ

θθθ

θθθθ

θθθθ

θθθθ

�@ ��� ��� ����� ��% �(35) �� *� �4�� "�4� �4�7�� >���* ��� L)��� �% > �9 ��� ��8'5�� >���*:

(36) ShiiShCuCuShlCulCu

ShSCuSCuShZZShaa

θθθθθθθθθ

θθθθθθθθθ

αα −=′∆−=′∆−=′∆

−=′∆−=′∆−=′∆

;;

;;;

22,1,1

,1,11111

������ 9���� �% ����� �1 X �:

Shbfr

ibfrilllllS

lSZSaSZSaZaZaS

yYY

YYYYYYYYYYYYY

YYYYYYYYYYYY

=+

=+=++=+=+

=++=++=++∆

αααα ,,662155212441,

33,,,2212,,11,,1

;;;

;;

����*��� 0�*�� ��� ��� �@ ��� � ��� �.��� <�� �(*�:

imechlCullCui

CuliZCu

lCulSSCullCu

SCulSlCuZSZaSaSCu

ZZZSSCuaZaZ

aaSSCuaZZa

PYYY

PYYY

PYYY

PYYYY

PYYYY

PYYY

,221,166

22121552

,1,,11144,1

,1,,1,1,133,1

1121,,1,1221

1,,1,1111

)37(

=⋅′∆−⋅′∆−⋅′∆

=⋅′∆−⋅′∆−⋅′∆

=⋅′∆−⋅′∆−⋅′∆

=⋅′∆−⋅′∆−⋅′∆−⋅′∆

=⋅′∆−⋅′∆−⋅′∆−⋅′∆

=⋅′∆−⋅′∆−⋅′∆

θθθ

θθθ

θθθ

θθθθ

θθθθ

θθθ

α

α

α

����� ��� ���� ���� ��� ���� ������)27 ( ���)1 (2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

131

'&���(2)2 0 ���� ���� � ���� !���� ������ "������ ��(���" �=7� ���

2 D "���� C��� 2 �������� �����,��� ������ ������ ���7�

�4 �� ����� >���* ��� "�� 0�*�� 8'5�� >���* ��� L)��� �� � �% �� " � <�� &� ���

) �� ��� ��� (:���:

(38) Sh

imechCulCuSCuZa

ShY

PPPPPP ∑ ∑ +++++=∆

,2,1,111θ

"���� �� ��� ���� >���* ��� "�� 0�*�� ���)�� ��7�� >���* ��� L)��� �� � ,# ��:

022

0,1,1

0,1,1

011

011

5.0

5.0

)39(5.0

5.0

5.0

θθθθ

θθθθ

θθθθ

θθθθ

θθθθ

∆+∆+′∆=∆

∆+∆+′∆=∆

∆+∆+′∆=∆

∆+∆+′∆=∆

∆+∆+′∆=∆

ShCuCu

ShlCulCu

ShSCuSCu

ShZZ

Shaa

�2'2 ����*� 0�*� :���*�� D�*��

?�.�� :���*�� ��2��� �� 1�� ����� ��* 30�1�� 3����

132

:���*�� 8��(��� D � ��H ��*�� ���1�� �� ��� -��$ ��1�� �� �: (40) ∑ ⋅⋅=∆ )/( 00 PQCP ρθ

�% ,= :)( 0C S �� ��� -���� ������� �����*�� �����) � �� -����� ( T)(ρ S -����� ��2.:

)( PQ T :���*�� 0'���@� �% "� ���∑P ��@� ���� �� 0�*�� �� L���� L��

� �� -����� >���* ��� "�� � 2�� 8� >���* ��� L)��� ����: (41) )/()( 111,11,11 LLlCuSCuCu llll +⋅∆+⋅∆=∆ θθθ

;���� ��� �% +�*)8��� ��)�� �����1l (���8��� ���� ��� ��7�� �1Ll ;�4��� L�� ��5� ! ���5�� ����� ����� ������ D�*�� 0�*�� �������[1, 3, 5] .

�.��� �� �(3) �4R�% ��,� �)��1 ��* ��� ����� �2'2 ����*� 0�*� �#�.�� �����*�� ���1��

��% �)��1 �� �

� ��=��� E3����: :���4*�� �4�1�� <�� &� ��� �����*�� ���� ��� ������ �� �� ��2��� �����*��� ���� �� -���= �

04�,� A�)(��� A#� % ���*� 8 � >��5��� �� *�� ���� �2 �� ����� �2'2 ����*��� 0�*�� ?�.��(�� :���*�� � ��� ���� "��� �� ������ I#���� <�= ��:

1S 4�� � �R�%� ��.��.� ��* ��� �� ����� �2'2 ����*��� 0�*�� ?�.�� :���*�� ��1�� !���)��1 ��1�� �,�� ��� ��� �@ ��� !���.

2S ���.= �# ��. �(�� :� ?�.�� :���*�� ��1�� !�� ) 3��4* 3� .3 4��30�*……….. ]4�� ( ����� ��2.

3S �� >���*�� ��� ���� :% ��1�� � �������� ��� ��� �@ ��� <�� &� ��� 0�*�� -�9�% � -9�?�.�� :���*�� �@ ��� B,$ ��� ���.=� .

4S 0�*�� -� % ���*�) � ��� ( :���*�� � ��� ���� ���*� "��� ��) ��7 �� ���5��� "��� �� ���7�����*�����Y . (

F��7� G���(1 : �����4��� ��� ��� �@ ���� ������ �� �� ��2��� �����*��� ���� �� B,$ <�� &� ��� ���� � �� I�� !��� D��*�� > �� � ����� �2'2 ����*��� 0�*�� <�� �� ������ ���� � ��

� �����*�� � �*�� � *�� >��5��� �� *�� "��� �,����Y �4� �.4� �.�*�� -� � ��(� �� �2��^1 �.� ����� �2'2 ����*��� 0�*���.

����� ��� ���� ���� ��� ���� ������)27 ( ���)1 (2005 Tishreen University Journal. Eng. Sciences Series

133

'&���(3) – ���� ���� � ���� !���� �3%�&��� �������� ���(���

One( ��&���&���� ������� ����)44(IP ������� ��B�)0141(IC D �3���� AI��� �����

Two( ��&���&���� ������� ����)22(23IP ����� ��B�)01(IC D ����� ���� ��B� C�

Three( ��&���&���� ������� ����)22(23IP ����� ��B�)01(IC �� ��*��� ��B� C� ��)�)�������.(

�2'2 ����*� 0�*� :���*�� D�*��

?�.�� :���*�� ��2��� �� 1�� ����� ��* 30�1�� 3����

134

C������:

1- E. P. Copelov – Design of electrical machines , Moscow , 1980

2- O. I. Okaro – Dynamic and thermal modeling of induction machines with non- linear

effects – 2002 .

3- Gabril Benmouyal , Stanlay E. Zochall – Using thermal limit curves to define thermal

models of induction motors , USA – 2001 .

42 . ��* ��� �9�– ��# ��.�� �@H� ��(�– ����� ��� ������– 1995S 1996 �. 52 . ��* ��� �9�– ��# ��.�� �@H�)�����*��� �@H� (– ����� ���– 2003 – 2004 �. 62 .� `�( ��M 6��� 3 . :�(�� �����– >���*�� �����– D�* ��� ������– 1995 �. 72 ����1�% �����S �����*�� �� ���� a – : �9�� <��� 6 ���� ����– �.��1990 �.