|
|
Electromagnetic field calculation of Induction machine for different mechanical load
Hetflajš, Martin ; Kurfűrst, Jiří (referee) ; Skalka, Miroslav (advisor)
This bachelor’s thesis deals with an analysis of the induction machine electromagnetic field distribution with real parameters. Whole analysis was done for three point of the mechanical load by finite element method in ANSYS. In the next part is described a basic theoretically research of the electromagnetic field and also preliminary survey of the numeric method for FEM. This thesis also contains an analysis of electromagnetic model of analyzed induction machine with detailed description of each analysis step and in conclusion the results summary was done.
|
|
|
Calculation of optimum slip frequency of induction motor for minimisation of its losses
Bednařík, Václav ; Patočka, Miroslav (referee) ; Vorel, Pavel (advisor)
This master’s thesis focuses on the minimisation of losses by calculation of optimum slip frequency of induction motor. The next point of this master‘s thesis is supersaturation. Supersaturation must be solved for the size of losses, because of the effect that is cause of the losses, when current increases with saturation. However current is not increase proportionally with increasing saturation, but increases several times more. This problem is included in the calculation of the slip frequency. Optimum of slip frequency is solve for modified gamma model of induction machine. In the main point of this thesis is outlined the process, how the optimum can be found. With same process were already were found the equations, but they were too extensit. In the end is solved the optimum of slip frequency be minimum of the flux density.
|
|
|
Improvement Power Parameter of Small Induction Motors
Halfar, Tomáš ; Ondrůšek, Čestmír (referee) ; Hájek, Vítězslav (advisor)
The master’s thesis Improvement power parameter of small induction motors deals with issues of lowering the losses of small induction motors. The first part introduces with design and principles of operation of induction motors. Also introduces to theoretical problematic of losses, their lowering and measuring. In the practical part there are results of the measuring the losses in the induction motor ATAS Elektromotory Náchod a.s. T22VT512 (71-0512). There are proposed methods of increasing the efficiency of induction motor due to measuring and their verification in the Maxwell software. The last part is dedicated to measuring the losses of prototype motor from ATAS and comparison of results with previous motor.
|
|
|
Design and analysis of three-phase induction motor
Svoreň, Jan ; Skalka, Miroslav (referee) ; Vítek, Ondřej (advisor)
This project is focused to projecting and analysing the three-phase induction machine. It starts with introduction to principle functions of electrical machines and their design issues. The main objective is to develop a method to calculate and analysis a smaller machine. The design involves the calculation of the main dimensions of the machine, the calculation of the number and dimensions of the rotor and stator grooves and calculation of the stator windings. Designed machine is analysed by calculation and finite elements method.
|
|
|
3,8 kW induction machine
Stoican, Bogdan Adrian ; Ondrůšek, Čestmír (referee) ; Mach, Martin (advisor)
Úkolem této semestrální práce je návrh asynchronního motoru. Pro výpočet technických parametrů asynchronního motoru je použita analytická metoda, která je implementována do vytvořeného počítačového programu. Výsledek je ověřen pomocí programu ANSYS RMxprt. Technickým úkolem je umístit tento motor do určeného prostoru. Návrh sleduje stanovené technické parametry a výsledek respektuje požadovaný průměr statoru i optimalizaci jeho rozměrů. Pomocí programu ANSYS RMxprt jsou výsledky analyzovány s cílem najít technické řešení umožňující zmenšení rozměrů stroje. V závěru práce je návrh motoru změněn dle výsledků, které umožňují optimalizaci technických parametrů návrhu stroje.
|
|
|
Electromagnetic analysis and modeling of a solid rotor induction machine
Bílek, Vladimír ; Vítek, Ondřej (referee) ; Bárta, Jan (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá elektromagnetickou analýzou a modelováním asynchronního stroje s plným rotorem. Tato práce tedy zahrnuje literární rešerši na téma vysokootáčkových elektrických strojů s porovnáním s klasickými elektrickými stroji s převodovkou a popisem jejich výhod či nevýhod, rozdělení vysokootáčkových elektrických strojů s plnými rotory a srovnání jejich výhod či nevýhod, kde se tato práce nejvíce soustřeďuje na vysokootáčkové asynchronní stroje s plnými rotory a jejich použití v průmyslu. Dále se tato práce zabývá metodami výpočtu elektrických asynchronních strojů s plnými rotory. Proto jsou zde uvedeny a popsány metody výpočtu stroje mezi které patří analytické metody i metoda konečných prvků. Vzhledem k povaze elektrických strojů s plnými rotory je hlavně kladen důraz v této práci na výpočet stroje pomocí metody konečných prvků ve 2D prostoru s využitím korekčních činitelů konců plných rotorů, které jsou zde velmi detailně popsány a rozděleny. Na základě dostupné literatury je vypočítaný elektrický stroj s plným rotorem pomocí MKP analýzy. Elektromagnetický výpočet stroje je automatizován pomocí skriptu vytvořeného v Pythonu. Dalším hlavním cílem této práce je popis tzv. náhradních modelů, uvedení jejich výhod či nevýhod, použití v jiných průmyslových odvětvích a hlavně použití náhradních modelů na elektrický stroj s plným rotorem. S využitím náhradních modelů je dále optimalizovaný vybraný asynchronní stroj s plným rotorem a to pomocí programů SymSpace a Optimizer. Pro samotnou optimalizaci byly uvažovány 3 návrhy stroje, které byly na závěr mezi sebou porovnány a to hlavně z hlediska jejich elektromagnetického výkonu.
|
|
|
Algorithms for the Control of the Induction Motor
Hundák, Vladimír ; Běloušek, Radim (referee) ; Patočka, Miroslav (advisor)
Hlavným cieľom tejto práce je vytvorenie simulácií rôznych algoritmov riadenia asynchrónneho motora a vzájomné porovnanie ich vlastností. Zaoberá sa taktiež možnosťami konfigurácie náhradného zapojenia na T-článok, -článok a -článok. Obsahuje jednak teoretický rozbor, a taktiež aj simulácie jednotlivých spôsobov riadenia spolu s podrobným návodom na ich realizáciu. Celkovo budú vykonané 3 simulácie – simulácia vektorového riadenia s orientáciou na rotorový tok, vektorového riadenia s orientáciou na statorový tok a simulácia takzvaného prirodzeného riadenia. Ide o úplne nový typ riadenia, ktorého autorom je vedúci tejto diplomovej práce. Jeho simulácia bola vôbec prvým pokusom o funkčnú realizáciu tohto typu riadenia.
|
|
|
Induction Motor Analysis Using Reduced Order Model
Halašta, Vítězslav ; Cipín, Radoslav (referee) ; Bárta, Jan (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou indukčního motoru pomocí modelu redukovaného řádu. V úvodu práce byla popsána motivace přechodu k hybridním a elektrickým vozidlům, byly popsány typy elektrických strojů, které jsou vhodné pro pohon elektrického vozidla a požadavky, které se vzhledem k této aplikaci na stroje vztahují. V rámci těchto strojů byly diskutovány moderní konstrukční a výrobní technologie jako vlásenkové (hairpin) vinutí nebo litý měděný rotor. Mezi popsanými stroji byly synchronní stroje s magnety na povrchu i magnety vnořenými, dále synchronní stroje s vinutým rotorem, asynchronní stroje, synchronní reluktanční stroje a spínané reluktanční stroje. V další části práce bylo cílem stanovit potenciál asynchronního stroje pro výše zmíněnou aplikaci. Pro stanovení potenciálu asynchronního stroje byla provedena srovnávací rešerše několika typů strojů pro tuto aplikaci z několika literárních zdrojů. Následně proběhlo zhodnocení, kde bylo prokázáno, že vzhledem k diskutovaným nestabilním cenám neodymia lze přisoudit asynchronnímu stroji velký potenciál pro budoucí využití pro aplikaci v automobilovém průmyslu. Dále byly popsány jednotlivé typy pohonných jednotek elektrických hybridních vozidel a to seriová, paralelní a seriově/paralelní topologie. Zároveň byl také definován hybridizační faktor a vozidla byly rozděleny do sedmi kategorií podle stupně hybridizace. Pro vybrané stupně hybridizace byly přehledně do tabulek shrnuty konkrétní modely automobilů a byl věnován prostor krátkému popisu postupu návrhu pohonné jednotky pro elektrické vozidlo. Práce poté plynule přechází do problematiky optimalizací a statistického modelování, kde je například popsáno základní rozdělení optimalizačních metod nebo různé metody používané při statistickém modelování. Dalším tématem práce je rychlá analýza asynchronního stroje, kde je využito prostorového vektoru, a jsou popsány 2 metody pro rychlou analýzu. Metoda využívající modelu redukovaného řádu byla poté do hloubky zkoumána a popsána na konkrétním indukčním stroji v Maxwellu 2D. Postup modelování byl zautomatizován pomocí programovacího jazyka Python a to ve formě 2 skriptů. První z nich má za úkol nastavit a provést parametrickou analýzu v Maxwellu 2D a druhý poté vyexportovaná data dalé používá k tvorbě modelů a účinnostní mapy. Pro ověření správné funkce těchto skriptů, ale i konzistence modelu redukovaného řádu byl získán model druhého indukčního stroje v RMxprtu na němž problěhla opět celá rychlá analýza. V závěru jsou diskutovány dílčí výsledky literární rešerše, tedy výhoda pohonné jednotky v seriově/paralelní topologii, shrnutí popsaných moderních technologii a především popis potenciálu asynchronního stroje pro pohon elektrického vozidla. Potenciál asynchronního stroje tkví ve vyšší stabilitě ceny materiálů použitých pro jeho výrobu než je tomu u synchronního stroje s permanentními magnety, což je demonstrováno výkyvy cen neodymia v čase. Kompaktně podpořený (CS - Compactly Supported) typ radiální bazové funkce byl schopen produkce lepší aproximace, než jaké dosahovaly klasické typy radiálních bazových funkcí. Ze dvou popsaných metod použitelných pro rychlou analýzu asynchronního stroje byl preferovaně zvolen Model redukovaného řádu (Reduced order model), který nepotřebuje pro svoji funkci znát indukčnosti. Na samém konci práce je možné se dozvědět, jaké zjištění při studii metody modelu redukovaného řádu vyvstaly a jakými dalšími směry by se mohly ubírat navazující práce.
|
|
|
Effect of voltage variant of a frequency converter on asynchronous motor parameters
Pavlas, Michal ; Bílek, Vladimír (referee) ; Bárta, Jan (advisor)
This bachelor thesis is focused on literature researches, dealing with the properties of controlled drives with asynchronous machines. The work describes the possibility of operation of a three-phase asynchronous machine directly powered from a single-phase network without a frequency converter. In the next part, the research is focused on a theme dealing with the influence of harmonics of the converter on the parameters of an asynchronous motor. Subsequently, specific test methods for determining the losses and efficiencies of AC motors powered by frequency converters are described on the basis of the IEC 60034-2-3 standard. The last part of this bachelor thesis is devoted to the assessment of the influence of the voltage variant of the frequency converter on the parameters of the asynchronous motor.
|
|
|
Independent Traction Drive with Low-Voltage Induction Machine
Matucha, Tomáš ; Skalický, Jiří (advisor)
This work deals with creation of an exact mathematical model of a traction drive with low-voltage induction machine (28 V) which is fed from accumulators. This model was developed in MATLAB – Simulink and consists of induction machine model, inverter model and load model. Vector Control was added to models connected together. This complex model allows considering many effects into simulations. These effects are commonly neglected, although they have significant influence on drive behaviour, especially by using low-voltage machine. It is impact of magnetic circuit saturation, impact of temperature and skin effect on winding resistance, impact of inverter nonlinearities such as on-state voltage drops on switching elements, dead times and transistors switching times. The attention was paid to determination of losses in drive parts. The correctness of the model was verified at laboratory workplace established for this purpose. The laboratory drive can be controlled by a microprocessor or by using MATLAB and dSPACE application. The influence of compensations of inverter nonlinearities and DC-link voltage ripple on higher harmonics of inverter output currents was analyzed. Furthermore, the control, which decreased resistive losses, was solved.
|
guest ::
