Search the digital library catalog

Abstract: Magistrsko delo obravnava osnovni pristopa k modeliranju in konstruiranju sinhronskega motorja s trajnimi magneti s pomočjo računalniškega programa Flux. Izvedena je numerična analiza konstrukcijskih parametrov trajnih magnetov na navorno karakteristiko motorja. Analiza zajema vpliv različnih dimenzij in postavitev magnetov na vrednost valovitosti navora in razmerje navora proti volumnu trajnih magnetov. Rezultati nakazujejo, da je s predstavljenim računalniško podprtim pristopom, moči že v fazi načrtovanja motorja izbrati najustreznejše dimenzije za doseganje čim boljšega izkoristka z želeno navorno karakteristiko.
Keywords: Elektromotor, sinhronski stroj, sinhronski motor s trajnimi magneti, STSM, modeliranje, Flux, MKE, metoda končnih elementov, navitje, trajni magneti, valovitost navora, razmerje navora na volumen
Published in DKUM: 01.07.2024; Views: 136; Downloads: 52
Full text (1,87 MB)

Abstract: V magistrski nalogi je obravnavan vpliv zasnove sinhronskega stroja z notranjimi trajnimi magneti (IPM) s ciljem razširitve območja konstantne moči z vodenjem v orientaciji polja. Z ustrezno zasnovo rotorja (tj. postavitvijo in obliko žepov za trajne magnete in postavitvijo in obliko dodatnih zračnih žepov) lahko vplivamo na območje delovanja vodenega IPM. Vpliv je lahko različen v različnih območjih obratovanja: z ustrezno zasnovo lahko na primer povečamo maksimalni navor v območju delovanja s konstantnim navorom, vendar se lahko zniža meja obratovanja v področju konstantne moči (tj. slabljenju polja). Rezultat zasnove je lahko tudi takšen, da se meja zviša v obeh območjih delovanja, kar predstavlja glavni cilj magistrske naloge. V magistrski nalogi je izvedena analiza referenčnega sinhronskega stroja z notranjimi trajnimi magneti, ki se uporablja v brezkrtačnih pogonih, le ti pa v ročnih orodjih podjetja Hilti. Analiza zajema inducirano napetost, magnetne sklepe, lastne in medsebojne inuktivnosti v triosnem (a, b, c) koordinatnem sistemu ter nato v transformiranem dq-koorninatnem sistemu. Izvedena je analiza komponent navora in maksimalnega navora glede na tok (MTPA). Analizirano je delovanje stroja v področju slabljenja magnetnega polja trajnega magneta. V drugem delu je izvedena analiza referenčnega stroja vendar brez trajnih magnetov. S tem analiziramo vpliv reluktance stroja. Analiza vklučuje magnete sklepe, lastne in medsebojnih induktivnosti v triosnem koordinatnem sistemu in v transformiranem dq-koordinatnem sistemu. V zadnjem delu naloge sledi implementacija novih zasnov rotorja sinhronskega stroja z notranjimi trajnimi magneti in analiza ter primerjava navora, induktivnosti in navorne karatkeristike v področju delovanja MTPA in v področju slabljenja polja
Keywords: Sinhronski stroj z notranjimi trajnimi magneti, zasnova rotorja, vodenje v orientaciji polja, MTPA, slabljenje polja
Published in DKUM: 21.10.2022; Views: 688; Downloads: 0

Abstract: V okviru diplomskega dela smo načrtovali vodenje sinhronskega reluktančnega stroja, ki smo ga nato izvedli na eksperimentalnem sistemu. Za načrtovanje in sintezo vodenja smo izpeljali ustrezen model stroja, ki smo ga izpeljali s pomočjo teorije vezij. V diplomskem delu je prikazan nelinearen model obravnavanih strojev in pretvorba le-tega v linearen model s pomočjo ustreznih matematičnih transformacij. Obravnavanemu modelu smo nato z različnimi preizkusi določili parametre in s programskim orodjem Matlab in Simulink simulacijsko preizkusili načrtovano kaskadno regulacijo hitrosti. Na koncu smo na reluktančnem stroju Siemens 1FP1014R40DB221AB4-Z vodenje tudi eksperimentalno preizkusili. Za potrebe vodenja smo uporabili močnostni pretvornik TIDA-00366 in razvojno orodje TI Launchpad 28379D.
Keywords: sinhronski reluktančni stroj, dinamični model, kaskadna regulacija hitrosti, TI Launchpad 28379D
Published in DKUM: 18.10.2021; Views: 880; Downloads: 98
Full text (4,48 MB)

Abstract: V doktorski disertaciji je predlagana metodologija ta načrtovanje sinhronskih strojev s trajnimi magneti in aksialnim magnetnim pretokom (SSTMAMP) brez feromagnetnega jedra statorja in z dvojnim zunanjim rotorjem. Metodologija načrtovanja temelji na razvitem modelu za izračun aksialne komponente gostote magnetnega pretoka v sredini statorja z obojestranski zračno režo oz. na sredini razdalje med nasproti ležečimi trajnimi magneti. Vrednosti aksialne komponente gostote magnetnega pretoka v sredini statorja z obojestranski zračno režo pri različnih geometrijskih parametrih predstavljajo vhodne podatke za razvoj matematičnega modela v eksplicitni obliki. Sami vhodni podatki so izračunani s pomočjo poenostavljene metode končnih elementov (MKE), kar pomeni, da so izračuni opravljeni 3D izračuni modela, ki ima namesto statorja samo zrak. Takšna poenostavitev je možna zaradi podobne vrednosti permeabilnosti zraka in bakra. Pri samem poenostavljenem izračunu s pomočjo MKE se aksialna komponenta gostote magnetnega pretoka analizira po črti, ki poteka skozi težišči nasproti ležečih trajnih magnetov ter skozi oba rotorska diska. Vrednost aksialne komponente na sredini razdalje med trajnimi magneti je izbrana za vhodni podatek, saj le-ta predstavlja najnižjo vrednost. Nabor vhodnih podatkov je sestavljen iz vrednosti aksialne komponente magnetnega pretoka na sredini razdalje med trajnimi magneti pri različnih debelina statorja, rotorskih diskov in trajnih magnetov. Takšni vhodni podatki omogočajo razvitemu matematičnemu modelu upoštevanje nelinearnosti materialov. Matematični model je razvit s pomočjo aproksimacije, in sicer s pomočjo metode najmanjših kvadratov, ki se je izkazala za najustreznejšo metodo. Predstavljene izvedbe SSTMAMP, numerične in analitične metode za izračun porazdelitve magnetnega pretoka, postopek za določitev matematičnih modelov v eksplicitni obliki za določitev vrednosti gostote magnetnega pretoka v sredini statorja z obojestransko zračno režo, postopek za določitev karakteristik SSTMAMP, načrtovanje in analiza SSTMAMP brez feromagnetnega jedra statorja in z dvojnim zunanjim rotorjem ter eksperimentalna potrditev karakteristik.
Keywords: Aksialni magnetni pretok, Analiza, Brez feromagnetnega jedra, Eksplicitna oblika, Matematični modeli, Metoda končnih elementov, Načrtovanje, Razvoj, Sinhronski stroj, Trajni magneti
Published in DKUM: 23.12.2019; Views: 2318; Downloads: 332
Full text (5,13 MB)

Abstract: V diplomski nalogi sta predstavljena in analizirana dva laboratorijska sinhronska stroja nazivne moči 0,3 kVA. Obravnavana stroja se razlikujeta po zgradbi rotorja in spadata v skupini sinhronskih strojev s cilindričnim rotorjem ter sinhronskih strojev z izraženimi poli. V okviru diplomskega dela je najprej predstavljeno teoretično ozadje, iz katerega so razvidne osnovne razlike delovanja obeh strojev. V nadaljevanju je predstavljen laboratorijski sistem, na osnovi katerega je bila izvedena eksperimentalna analiza obeh strojev. S pomočjo opisanega laboratorijskega sistema so bili izvedeni osnovni standardni preizkusi v prostem teku, kratkem stiku ter v paralelnem obratovanju sinhronskih strojev z omrežjem. Na podlagi preizkusov je izvedena primerjava obeh tipov strojev. S pomočjo meritev sta določena obratovalna diagrama obeh strojev. Nadalje je opisan postopek izrisa krivulj V, karakteristik faktorja delavnosti ter regulacijskih karakteristik na osnovi izmerjenih obratovalnih diagramov in primerjava dobljenih rezultatov.
Keywords: sinhronski stroj, izraženi poli, cilindrični rotor, preizkus prostega teka, preizkus kratkega stika, obratovalni diagram, standardni preizkusi
Published in DKUM: 09.10.2018; Views: 1485; Downloads: 75
Full text (4,01 MB)