Efficiency characterization of synchronous reluctance vs induction vs permanent magnet assisted synchronous reluctance motors

Energy efficiency has become more and more important in electric motors, due to their large use in Industrial and civil applications. Old DC motors are often going to be replaced with new AC Induction drive systems. ABB has recently developed two unique solutions, Synchronous Reluctance and Permanent Magnet Synchronous Reluctance to achieve higher energy efficiency levels. It is unfortunately not clear, in many cases, what can be the economic and environmental advantage of using such solutions in place of the old DC systems. My work focus is an experimental level to characterize and compare the behaviour of these three systems in several working points, to provide a full picture of its uses advantages. All tests were carried out in the ABB Advanced Motor Technology SMO-Team laboratory Vittuone, Italy. My work consisted in carrying out efficiency tests on different electric motors when fed with a frequency converter. The analysed motors were all IEC-size 15kW 4-Pole motors namely an induction motor, a synchronous reluctance motor and a Permanent Magnet Synchronous Reluctance Motor and we also made a test on a DC motor which was not of the same specification as others but we did it to have a general overview of DC motors too. These tests were based on a testing protocol that included many different working points for the selected motors to the aim of building an efficiency MAP for different loads and speeds considering all the IEC standards for every tests and following them properly. It is worth mentioning that I followed all the testing procedures with standards mentioned in IEC booklet. The outcome of this work is very useful for the R&D team as well as to ABB sales department and after gaining a more thorough knowledge about behaviour of motors of different technologies when it comes to efficiency, and to ABB sales forces, that can use the obtained information from my work to build up proposal better targeted at improvement of applications efficiency.

L'efficienza energetica è diventato sempre più importante nei motori elettrici, a causa del loro ampio utilizzo in applicazioni industriali e civili. I motori Old CC sono spesso stanno per essere sostituiti con i nuovi sistemi di azionamento AC a induzione. ABB ha recentemente sviluppato due soluzioni uniche, riluttanza sincrono a magnete permanente e riluttanza sincrono per raggiungere elevati livelli di efficienza energetica. E purtroppo non è chiaro, in molti casi, ciò che può essere il vantaggio economico e ambientale di utilizzare tali soluzioni in sostituzione dei vecchi sistemi CC. Il mio obiettivo è il lavoro a livello sperimentale per caratterizzare e confrontare il comportamento di questi tre sistemi in diversi punti di lavoro, per fornire un quadro completo dei suoi usi vantaggi. Tutti i test sono stati effettuati in laboratorio ABB avanzata Motor Technology SMO-Team Vittuone, Italia. Il mio lavoro consisteva nello svolgimento delle prove di rendimento su diversi motori elettrici quando alimentato con un convertitore di frequenza. I motori analizzati sono tutti i motori da 15 kW a 4 poli IEC-size e cioè un motore a induzione, un motore a riluttanza sincrono e la riluttanza del motore sincrono a magnete permanente e abbiamo anche fatto una prova su un motore a corrente continua, che non era della stessa specifica come gli altri, ma noi ha di avere una panoramica generale di motori a corrente continua troppo. Questi test sono basati su un protocollo di test che comprendeva molti punti di lavoro diversi per i motori selezionati l'obiettivo di costruire una mappa di efficienza per carichi e velocità differenti considerando tutte le norme IEC per ogni test e in seguito in modo corretto. Vale la pena ricordare che ho seguito tutte le procedure di prova con le norme di cui al libretto IEC. Il risultato di questo lavoro è molto utile per il team di ricerca e sviluppo, nonché di reparto vendite ABB e dopo aver acquisito una conoscenza più approfondita sul comportamento dei motori di diverse tecnologie, quando si parla di efficienza, e alle forze di vendita di ABB, che può utilizzare il ottenuta informazioni dal mio lavoro per costruire la proposta più mirati a migliorare l'efficienza delle applicazioni.