摘要：N. S. Khumalo, N. P. Memane and U. B. Akuru, "Performance and Safety Improvement of Induction Motors Based on Testing and Evaluati

Performance and Safety Improvement of Induction Motors Based on Testing and Evaluation Standards

Nkosinathi S. Khumalo; Ntombizotwa P. Memane; Udochukwu B. Akuru

Tshwane University of Technology, Pretoria, South Africa

N. S. Khumalo, N. P. Memane and U. B. Akuru, "Performance and Safety Improvement of Induction Motors Based on Testing and Evaluation Standards," in CES Transactions on Electrical Machines and Systems, vol. 8, no. 3, pp. 310-318, September 2024, doi: 10.30941/CESTEMS.2024.00018.

摘 要

将电能转化为机械能的感应电动机已被公认为工业化的基石。感应电动机的转子可以是鼠笼式转子，也可以是绕线式转子，它们都作为无磁拓扑存在。三相鼠笼式异步电动机具有可靠、起动转矩大、自起动、价格低廉等优点，在工业传动中得到了广泛的应用。另一方面，单相感应电动机通常用于小型负载，如家用电器中的普通风扇、水泵和电动工具。在南非，有报告称，由于感应电动机未经严格测试或在额定值、电气安全和性能方面标记错误，发生火灾和爆炸，造成生命和财产损失。本研究的目标是通过对本地制造/进口感应电机进行测试和标准评估（IEC和SANS）来防止因不符合标准的感应电机而导致的用户伤害和设备故障。本研究是在南非标准局(SABS)的防爆技术和旋转机械（EPT和RM）实验室按照实验程序进行的。该研究的主要发现表明，各种感应电机的铭牌特性存在差异，这可能会对其最终使用行业的后期生产和运营产生不利影响。

Abstract

The induction motor, which converts electrical energy into mechanical energy, has been recognized as the cornerstone of industrialization. The rotor of an induction motor can be either a squirrel cage rotor or a wound-type rotor, both existing as magnetless topologies. Three-phase squirrel cage induction motors are frequently utilized in industrial drives because they are dependable, have high starting torque, are self-starting and affordable. Single-phase induction motors, on the other hand, are commonly used for small loads such as domestic appliances in form of modest fans, pumps and electric power tools. In South Africa, there have been reports of fires and explosions resulting in live and property loss because of induction motors that have not been thoroughly tested or are incorrectly labelled in terms of ratings, electrical safety and performance. The goal of this study is targeted at preventing end-user injuries and failures caused by non-compliant induction motors, by evaluating locally manufactured/imported induction motors based on tests and evaluation from standards (IEC and SANS). The study is conducted using experimental procedures at the Explosion Prevention Technology and Rotating Machines (EPT and RM) laboratory, South African Bureau of Standards (SABS), South Africa. The main finding from the study shows differences in the nameplate characteristics of various induction motors which could have detrimental effects such as production and operational downtime in their end-use industries, at later stages.

作者信息

Nkosinathi S. Khumalo，2017年获得南非德班马古苏托理工大学(Mangosuthu University of Technology)电气工程国家文凭。2020年在南非比勒陀利亚的茨瓦纳理工大学(Tshwane University of Technology)获得电气工程学士学位。目前在茨瓦纳理工大学攻读电子工程硕士学位。研究兴趣包括电机、储能系统、可再生能源发电、电力系统和质量工程。

Ntombizotwa P. Memane，2019年获得南非比勒陀利亚茨瓦纳理工大学(Tshwane University of Technology)电气工程技术硕士学位。目前是电气工程系的讲师。在茨瓦纳理工大学的能源和电力中心负责多个可再生能源项目。目前正在负责Erasmus+ CBHE EURYDICE项目。研究兴趣包括电力系统、可再生能源、能源管理和能源效率。

Udochukwu B. Akuru （IEEE高级会员），2008年8月和2013年6月在尼日利亚大学(University of Nigeria)获得工学学士和工学硕士学位。2017年12月获得南非斯坦陵布什大学(Stellenbosch University)电气工程博士学位。2018年和2019年在斯坦陵布什大学获得博士后研究基金。2011年至2019年在尼日利亚大学担任讲师。 目前是茨瓦纳理工大学电气工程系的高级讲师。主要研究兴趣是电机设计，电力设计和可再生能源技术。发表了许多论文，并担任多家期刊和会议的审稿人。 Akuru博士是尼日利亚工程管理委员会(COREN)的注册工程师；SAIEE高级会员；南非国家研究基金会(NRF)评审专家；也是多个协会和委员会的志愿者，比如IEEE IAS EMC和IEEE IES EMTC。曾获得许多奖项，比如2018年国际电机会议(ICEM)上享有盛誉的Jorma Luomi学生论坛奖和2020年TWAS-DFG研究奖学金。担任CES TEMS期刊“Rare-Earth-Free Electrical Machines: Driving Decarbonization and Energy Efficiency”专题的客座联合主编，IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS副主编，现任IEEE South Africa Section主席。

《中国电工技术学会电机与系统学报（英文）》(CES TEMS)是中国电工技术学会和中国科学院电工研究所共同主办、IEEE PELS学会技术支持的英文学术期刊。期刊发表国内外有关高性能电机系统、电机驱动、电力电子、可再生能源系统、电气化交通等研发及应用领域中原创、前沿学术论文。中国工程院院士马伟明担任主编，IEEE的执委Don Tan博士为国际主编。目前已被ESCI、EI、Scopus、 Inspec、Google scholar、IEEE Xplore、中国科学引文数据库(CSCD) 核心版、DOAJ、CSTPCD、知网、万方、维普等数据库收录。

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来源：晓霞论科技