|
|
Topology optimization of the line-start synchronous machines
Lolová, Iveta ; Vítek, Ondřej (referee) ; Bárta, Jan (advisor)
Diplomová práce se zabývá topologickou optimalizací elektrických strojů a reluktančními synchronními stroji spouštěnými za sítě. Práce obsahuje literární rešerši na téma topologické optimalizace elektrických strojů a na téma synchronní reluktanční stroj spouštěný ze sítě. Jsou zde popsány možné způsoby charakterizace optimalizovaného prostoru. Především je rozebrán vliv rozmístění Gaussových funkcí na finální Gaussovu síť. V této práci je vytvořen vyhodnocovací algoritmus pro jednotlivé jedince, který zajišťuje komunikaci mezi Ansys Maxwell a optimalizačním softwarem SyMSpace. Navíc tento algoritmus vede ke zkrácení výpočetní doby počáteční selekcí nevyhovujících jedinců. Dále je provedena topologická optimalizace LSSynRM s využitím normalizované Gaussovy sítě a zhodnocení výsledků.
|
|
|
Problems of measurement and evaluation of switching loop impedance
Švéda, Miroslav ; Bárta, Jan (referee) ; Veselka, František (advisor)
This work is applied to questions about impedance of tripping loop. It deals with problems of measuring impedance of tripping loop, different measurement, procedures and accuracy of these measurements. Further, the work deals with the subsequent evaluation of the measuring impedance of tripping loop and writing of the measurement results. The work also focuses on the impedance of tripping loop in terms of the operation of the protective elements of the electrification system. Finally, the practical measurement of the impedance of tripping loop in real electrical circuits is performed as part of the work.
|
|
|
Skin effect in high-speed electrical machines.
Klíma, Petr ; Bárta, Jan (referee) ; Mach, Martin (advisor)
This master thesis deals with the suppression of the skin and proximity effects in high-speed machines. The first part summarizes the general knowledge of high-speed machines. The second part is devoted to the principle and possible suppression of consequences caused by skin and proximity effects. The third part shows the simulation results of models of a synchronous machine with permanent magnets. The results of these simulations reveal the consequences of skin and proximity effects. In addition, design measures are proposed to limit these and other undesirable phenomena to achieve the highest possible efficiency.
|
|
|
Design of Electrical Machine 6 kW, 120 000 rpm for Helium Turbo-Circulator
Bárta, Jan ; Rafajdus,, Pavol (referee) ; Dušek,, Jiří (referee) ; Ondrůšek, Čestmír (advisor)
The induction machine with a squirrel cage is a workhorse of the industry. The main advantage of an induction machine is the low manufacturing price, simple and robust construction, low maintenance requirements. However, for high-speed applications, induction machine with a squirrel cage requires design modification due to the mechanical restrictions. The objective of this thesis is to show design process, methodology and assembly of the induction machine for high-speed applications. In this thesis, the rotor dimensioning data are presented. The results are demonstrated on the design of the 6 kW, 120 000 rpm solid rotor squirrel cage induction machine. This thesis also contains calculation and design of three different electrical machine topologies for a turbo circulator application. The electrical machines are designed with 6 kW output power at 120 000 rpm. The machines are estimated by using electromagnetic, thermal, and mechanical calculations. The drawbacks and advantages of each topology under study are described. For other high-speed applications, a comparative method helps in choosing the suitable electrical machine topology by examinations of discussed criteria. Rotor design effect on the electromagnetic performance of the induction machine is shown. Mechanical stresses are calculated with Finite Element Method analysis. Various assembly technologies to produce solid rotor with squirrel cage are discuss and compare. Describe approach enables high electromagnetic performance and durable construction of the high-speed induction machine. Work is confirmed by measurement on the manufactured prototype.
|
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Simulation model of levitation magnet and magnetic bearing
Stuchlý, Karel ; Bárta, Jan (referee) ; Huzlík, Rostislav (advisor)
The aim of this Bachelor thesis is to make a review about konstruction and options of simulation of active magnetic bearing. This active magnetic bearing will be a part of milk pump in food industry. A traditional oil lubricated bearing could devalue a fluid. As a part of the work is carried out a simulation of levitation electromagnet by a computer program ANSYS Simplorer and Maxwell. Consequently, knowledge of this simulation are applied to simulate two-axis magnetic bearing, which is simulated.
|
|
|
Hybrid magnetic bearing design
Šindelář, Petr ; Bárta, Jan (referee) ; Rúra, Dávid (advisor)
The thesis deals with the design of a hybrid magnetic bearing. This is an extension of the issue of common bearings in high-speed motors. The work is divided into three parts. A general theory of magnetic bearings is described in the first part. The second part deals with the mathematical description of the bearing. A proposal of specific hybrid magnetic bearing is described in the third part. The bearing for the motor was already designed. It is a 45000rpm motor with a power output of 12 kW. This thesis aims to create a design of hybrid magnetic bearing with magnets to create a permanent magnetic field and coils to regulate forces to stabilize the rotor and limit vibrations. The practical design includes mathematical calculation in Matlab and computer simulation based on the finite element method in ANSYS Maxwell.
|
|
|
Calculation of synchronized induction machine
Bárta, Jan ; Huzlík, Rostislav (referee) ; Ondrůšek, Čestmír (advisor)
The basic idea of this thesis is to explore the possibility of the increasing the efficiency of induction motors via reluctance rotor. The first part briefly describes the electromagnetic fields simulation software Ansoft Maxwell. The thesis is further dealing with the principles of reluctance motors with rotors and their structures. Another chapter desribes the creation and evaluation of the initial model of the induction motor. The last part of the thesis assess the influence on the resulting reluctance rotor machine parameters.
|
guest ::
RSS feed.