Prof. Dr.-Ing. Bernd Runge

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08/2004 Drubel, O.; Runge B. :
Temperature rise within the rotor of squirrel cage induction machines with solid iron and laminated rotors during run up and standstill
Electrical Engineering, No. 86: S. 97-103 (2004)   Zusammenfassung
Zusammenfassung
The electrical and thermal behaviour of induction motors with solid and laminated rotors is compared. In particular, temperature rises within the rotor during standstill and run ups are investigated. The investigation is based an a finite difference time-stepping method, which takes the motion of the rotor into account. The calculation method is verified by comparison with measurements on a 22 kW induction motor. The temperature rise depends upon the position of the rotor bars compared with the stator winding during standstill. Differences up to 50% occur on account of the position. Specialities in the temperature distribution are elaborated for the solid iron rotor and are compared with the results of laminated induction motors.

01/1998 Oberretl K., Runge B. :
Wirbelstrom-Phänomen in elektrischen Maschinen mit Kupferringen und Schrumpf- oder Halteringen aus unmagnetischen Stahl
Archiv für Elektrotechnik, Nr. 81: S. 81-88 (1998)   Zusammenfassung
Zusammenfassung
Während bei Gleichstrom durch eine zweite, parallele Stromschiene der resultierende Widerstand verkleinert wird, wird dieser bei Wechselstrom hierdurch vergrößert, wenn die beiden Stromschienen aus unterschiedlichem Material bestehen. An einem Einphasen-Synchrongenerator für Bahnstrom mit 16 2/3 Hz wird mittels der Finiten-Elemente Methode gezeigt, daß sich der resultierende Gleichstromwiderstand der beiden Endringe durch den Stahlring auf 97% verkleinert, der Wechselstromwirkwiderstand aber auf 283% erhöht, was fast eine Verdreifachung der Ringerwärmung zur Folge hat. Bei einem großen, 2poligen Asynchronmotor erhöht sich der resultierende Wechselstromwirkwiderstand der beiden Endringe durch den Schrumpfring und die Stromverdrängung bei 50 Hz auf 269%. Analytische Näherungen zur praktischen Berechnung der hierdurch bedingten zusätzlichen Verluste werden angegeben und auf Einflussgrößen hingewiesen.

04/1996 Runge, B. :
Einfluss der Stanztoleranz zwischen Stab und Blechpaket auf die Wärmeübergangszahl und die Temperaturverteilung bei unverstemmten Rotorstäben
Archiv für Elektrotechnik, Nr. 79, S. 443-448 (1996)   Zusammenfassung
Zusammenfassung
Um den Einfluss der Stanztoleranzen zwischen Stab und Blechpaket auf die Wärmeübergangszahl bei unverstemmten Rotorstäben untersuchen zu können, wird eine Modellanordnung entwickelt. Dieses Modell entspricht der Rotornutteilung eines Asynchronmotors mit Käfigläufer. Untersucht werden acht Modellstäben unterschiedlicher Materialien (Messing, Kupfer). Zur Berechnung der Temperaturverteilung wird die dreidimensionale Finite-Elemente-Methode mit Zeitschrittverfahren verwendet. Die Wärmeübergangszahlen zwischen Stab und Blechpaket werden so bestimmt und eine einfache Näherungsgleichung angegeben.

01/1996 Runge, B. :
Berechnung der Stillstandserwärmung explosionsgeschützter Asynchronmotoren mittels dreidimensionaler Finite-Elemente-Methode und Zeitschrittrechnung
Archiv für Elektrotechnik, Nr. 79: S. 179-191 (1996)   Zusammenfassung
Zusammenfassung
Zur Berechnung der Temperaturverteilung im Rotor einer Asynchronmaschine mit Käfigläufer wird die dreidimensionale Finite-Elemente-Methode mit Zeitschrittverfahren verwendet. Die örtliche Diskretisierung erfolgt über Dreiecksprismen. Die Verlustverteilung wird über eine zweidimensionale Wirbelstromberechnung mittels Finiter-Elemente-Methode für Stab und Ring bestimmt. Die Eisensättigung wird dabei mitberücksichtigt. Die Theorie wird durch Messungen an einem handelsüblichen Motor mit unterschiedlichen Kurzschlussringen bestätigt. Anhand experimenteller und numerischer Parameterstudien werden konstruktive Richtlinien für eine optimale Form und Lage der Kurzschlussringe entwickelt.