|
|
Optimalizace chlazení synchronního stroje
Makki, Zbyněk ; Rafajdus,, Pavol (oponent) ; Kačor,, Pavol (oponent) ; Janda, Marcel (vedoucí práce)
Hlavním cílem dizertační práce je optimalizace chlazení synchronního stroje. Daná problematika je řešena na základě metody konečných prvků s využitím programu ANSYS. Práce se skládá z teoretické části, ve které jsou porovnány základní rovnice popisující přenos tepla se simulacemi na jednoduchých modelech. Dále jsou ověřeny dvě metody jak simulovat děje spojené s volnou konvekcí i s nuceným prouděním. Na základě vhodnější metody jsou provedeny další výpočty spojené s využitím několika algoritmů pro určení hledaného optima, kterým je v této práci uvažovaný hmotnostní průtok simulovaným strojem.
|
|
|
Návrh elektrického stroje 6 kW, 120 000 ot/min pro turbo-cirkulátor hélia
Bárta, Jan ; Rafajdus,, Pavol (oponent) ; Dušek,, Jiří (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
Indukční stroj s klecí nakrátko je tažným koněm průmyslu. Jeho hlavní výhodou je nízká výrobní cena, jednoduchá a robustní konstrukce a malé náklady na údržbu. Nicméně, pro vysokootáčkové aplikace vyžaduje indukční stroj s klecí nakrátko kvůli svým mechanickým limitům úpravu provedení. To vede ke komplikovanější konstrukci, dražším materiálům a vyšším nárokům na celý výrobní proces. Cílem této práce je demonstrovat návrhové aspekty, volbu materiálů a výrobu rotoru s klecí nakrátko pro vysokootáčkové aplikace. V této práci je prezentována volba rozměrů rotoru na základě rovnic a analýzy průmyslových dat a následně diskutován vliv výběru vhodné topologie rotoru. Získané výsledky jsou prezentovány na návrhu vysokootáčkového indukčního stroje s výkonem 6 kW při 120 000 ot/min pro pohon turbo-cirkulátoru hélia. Tato práce také obsahuje analýzu tří rozdílných elektrických strojů pro aplikaci v turbo-cirkulátoru. Stroje jsou mezi sebou porovnány využitím elektromagnetické, tepelné a mechanické analýzy a poté jsou diskutovány výhody a nevýhody každé z topologií. Tato práce ukazuje, jak významně může volba topologie elektrického stroje ovlivnit parametry systému, ve kterém je stroj aplikován. V této práci je dále prezentován vliv parametrů plného rotoru s klecí nakrátko na parametry stroje. Mechanické namáhání různých provedení tohoto typu rotoru bylo studováno prostřednictvím konečně prvkové analýzy. Několik výrobních metod rotoru bylo popsáno a porovnáno mezi sebou. Předložený návrhový postup, který u stroje umožňuje robustní konstrukci a vyhovující elektromagnetické parametry byl ověřen testováním na vyrobeném prototypu.
|
|
|
Analýza ztrát v elektrických strojích při nestandardních podmínkách
Bulín, Tomáš ; Rafajdus, Pavol (oponent) ; Skala, Bohumil (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá analýzou magnetických ztrát v elektrických strojích a možnostmi jejich měření. Magneticky měkké i tvrdé materiály jsou velmi náchylné na změnu magnetických vlastností. Lze je měnit pouhou změnou teploty materiálu nebo indukováním různého pnutí uvnitř materiálu a díky tomu dosáhnout rozdílných výsledků. Tyto změny je důležité mít na paměti při návrhu elektrického stroje. Původní parametry v ovlivněných matriálech lze obnovit opětovným vystavením magnetickému poli, žíháním nebo broušením. Zmíněné metody uvolňují indukované pnutí uvnitř materiálu. Kromě analyzování těchto vlivů je důležité znát i způsob měření magnetických parametrů. Každý způsob má svá specifika a zanáší do měření určitou chybu. Při konstrukci stroje pro vyšší účinnosti, vyšší otáčky nebo vyšší teploty je vhodné vědět, jak se magnetické vlastnosti změní. Tato práce pojednává o vlastnostech různých materiálů, jejich měření, a nakonec i aplikaci zjištěných výsledků na zvoleném elektrickém stroji.
|
|
|
Design and Optimization of High-Torque Ferrite Assisted Synchronous Reluctance Motor
Knebl, Ladislav ; Rafajdus,, Pavol (oponent) ; DUŠEK,, Jiří (oponent) ; Vítek, Ondřej (vedoucí práce)
The high-torque assisted synchronous reluctance machine could be still considered, based on the relatively low amount of publications, as a rather unknown area of research. This and other main advantages, such as low manufacturing cost and a higher torque density of this machine type are driving researchers interest. Even though this machine type has become more interesting in the conventional or high-speed applications, the area of traction applications is slowly getting forward as the machine capabilities are discovered. This thesis is serving just this purpose of developing the ship propulsion driving motor, that is capable of sustaining the high-torque at low-speed. The application is defined by the 55 kW at 150 rpm using the low- cost ferrite magnets aiming to lower the cost. The design will be closely tied with optimization algorithms to deliver the best possible performance in the given volume. However the design challenge being difficult task on its own, the thesis is declaring other goals within, that are still very interesting and important. Since the optimization is included in the design process, the first goal, concluding from the given topic is to compare various optimization methods. Not only the two different optimization algorithms, self-organizing migrating algorithm and genetic algorithm, will be compared in the thesis, but even two multi-objective optimization approaches will be compared as well. The preference based vector and ideal multi-objective optimization techniques comparison will be demonstrated in one optimization scenario with a higher amount of optimized parameters. Other demonstrated goal within the thesis is the comparison of ideal multi-objective optimization with a lower number of parameters. The last goal will be the measurement of the designed and optimized machine, that introduced variety of challenges itself and all of them will be discussed within the last chapter.
|
|
|
Výpočet optimálního magnetického toku asynchronního motoru pro minimalizaci ztrát se zohledněním teplotních vlivů
Toman, Marek ; Peroutka,, Zdeněk (oponent) ; Rafajdus,, Pavol (oponent) ; Vorel, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá výpočtem optimálního magnetického toku asynchronního motoru za účelem minimalizace ztrát v libovolně zvoleném pracovním bodě v širokém rozsahu otáček a momentu. V práci je provedena přesná identifikace parametrů náhradního zapojení. U parametrů náhradního zapojení je uvažováno, že nejsou konstantní, ale závislé na vybraných veličinách. V práci je dále vytvořen tepelný model stroje, díky kterému je možné při veškerých výpočtech zajistit znalost příslušných správných hodnot odporu statorového vinutí a odporu rotorové klece. S využitím přesného náhradního zapojení a tepelného modelu je následně vytvořen vázaný model asynchronního motoru. Jedná se o velmi přesný model stroje, který zohledňuje vzájemnou interakci elektromagnetických a tepelných dějů ve stroji. Vytvořený vázaný model pak tvoří základ algoritmu pro hledání optimálních hodnot spřaženého magnetického toku. Hodnoty vypočteného optimálního toku jsou experimentálně ověřeny a je dosaženo velmi dobrých shod teoretických výpočtů s experimentálními měřeními.
|
|
|
Design and Optimization of High-Torque Ferrite Assisted Synchronous Reluctance Motor
Knebl, Ladislav ; Rafajdus,, Pavol (oponent) ; DUŠEK,, Jiří (oponent) ; Vítek, Ondřej (vedoucí práce)
The high-torque assisted synchronous reluctance machine could be still considered, based on the relatively low amount of publications, as a rather unknown area of research. This and other main advantages, such as low manufacturing cost and a higher torque density of this machine type are driving researchers interest. Even though this machine type has become more interesting in the conventional or high-speed applications, the area of traction applications is slowly getting forward as the machine capabilities are discovered. This thesis is serving just this purpose of developing the ship propulsion driving motor, that is capable of sustaining the high-torque at low-speed. The application is defined by the 55 kW at 150 rpm using the low- cost ferrite magnets aiming to lower the cost. The design will be closely tied with optimization algorithms to deliver the best possible performance in the given volume. However the design challenge being difficult task on its own, the thesis is declaring other goals within, that are still very interesting and important. Since the optimization is included in the design process, the first goal, concluding from the given topic is to compare various optimization methods. Not only the two different optimization algorithms, self-organizing migrating algorithm and genetic algorithm, will be compared in the thesis, but even two multi-objective optimization approaches will be compared as well. The preference based vector and ideal multi-objective optimization techniques comparison will be demonstrated in one optimization scenario with a higher amount of optimized parameters. Other demonstrated goal within the thesis is the comparison of ideal multi-objective optimization with a lower number of parameters. The last goal will be the measurement of the designed and optimized machine, that introduced variety of challenges itself and all of them will be discussed within the last chapter.
|
|
|
Analýza ztrát v elektrických strojích při nestandardních podmínkách
Bulín, Tomáš ; Rafajdus, Pavol (oponent) ; Skala, Bohumil (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá analýzou magnetických ztrát v elektrických strojích a možnostmi jejich měření. Magneticky měkké i tvrdé materiály jsou velmi náchylné na změnu magnetických vlastností. Lze je měnit pouhou změnou teploty materiálu nebo indukováním různého pnutí uvnitř materiálu a díky tomu dosáhnout rozdílných výsledků. Tyto změny je důležité mít na paměti při návrhu elektrického stroje. Původní parametry v ovlivněných matriálech lze obnovit opětovným vystavením magnetickému poli, žíháním nebo broušením. Zmíněné metody uvolňují indukované pnutí uvnitř materiálu. Kromě analyzování těchto vlivů je důležité znát i způsob měření magnetických parametrů. Každý způsob má svá specifika a zanáší do měření určitou chybu. Při konstrukci stroje pro vyšší účinnosti, vyšší otáčky nebo vyšší teploty je vhodné vědět, jak se magnetické vlastnosti změní. Tato práce pojednává o vlastnostech různých materiálů, jejich měření, a nakonec i aplikaci zjištěných výsledků na zvoleném elektrickém stroji.
|
|
|
Návrh elektrického stroje 6 kW, 120 000 ot/min pro turbo-cirkulátor hélia
Bárta, Jan ; Rafajdus,, Pavol (oponent) ; Dušek,, Jiří (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
Indukční stroj s klecí nakrátko je tažným koněm průmyslu. Jeho hlavní výhodou je nízká výrobní cena, jednoduchá a robustní konstrukce a malé náklady na údržbu. Nicméně, pro vysokootáčkové aplikace vyžaduje indukční stroj s klecí nakrátko kvůli svým mechanickým limitům úpravu provedení. To vede ke komplikovanější konstrukci, dražším materiálům a vyšším nárokům na celý výrobní proces. Cílem této práce je demonstrovat návrhové aspekty, volbu materiálů a výrobu rotoru s klecí nakrátko pro vysokootáčkové aplikace. V této práci je prezentována volba rozměrů rotoru na základě rovnic a analýzy průmyslových dat a následně diskutován vliv výběru vhodné topologie rotoru. Získané výsledky jsou prezentovány na návrhu vysokootáčkového indukčního stroje s výkonem 6 kW při 120 000 ot/min pro pohon turbo-cirkulátoru hélia. Tato práce také obsahuje analýzu tří rozdílných elektrických strojů pro aplikaci v turbo-cirkulátoru. Stroje jsou mezi sebou porovnány využitím elektromagnetické, tepelné a mechanické analýzy a poté jsou diskutovány výhody a nevýhody každé z topologií. Tato práce ukazuje, jak významně může volba topologie elektrického stroje ovlivnit parametry systému, ve kterém je stroj aplikován. V této práci je dále prezentován vliv parametrů plného rotoru s klecí nakrátko na parametry stroje. Mechanické namáhání různých provedení tohoto typu rotoru bylo studováno prostřednictvím konečně prvkové analýzy. Několik výrobních metod rotoru bylo popsáno a porovnáno mezi sebou. Předložený návrhový postup, který u stroje umožňuje robustní konstrukci a vyhovující elektromagnetické parametry byl ověřen testováním na vyrobeném prototypu.
|
|
|
Optimalizace chlazení synchronního stroje
Makki, Zbyněk ; Rafajdus,, Pavol (oponent) ; Kačor,, Pavol (oponent) ; Janda, Marcel (vedoucí práce)
Hlavním cílem dizertační práce je optimalizace chlazení synchronního stroje. Daná problematika je řešena na základě metody konečných prvků s využitím programu ANSYS. Práce se skládá z teoretické části, ve které jsou porovnány základní rovnice popisující přenos tepla se simulacemi na jednoduchých modelech. Dále jsou ověřeny dvě metody jak simulovat děje spojené s volnou konvekcí i s nuceným prouděním. Na základě vhodnější metody jsou provedeny další výpočty spojené s využitím několika algoritmů pro určení hledaného optima, kterým je v této práci uvažovaný hmotnostní průtok simulovaným strojem.
|
host ::
RSS.