|
|
Výpočet a optimalizace reluktančního momentu synchronního servomotoru
Kroupa, Martin ; Hájek, Vítězslav (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na návrh modelu a simulaci známého synchronního servomotoru s třiceti permanentními magnety nalepenými na rotoru v programu Ansoft Maxwell 14. Úkolem bylo zjistit reluktanční moment, který motor při chodu vykazuje a jeho následnou optimalizaci. Program Ansoft Maxwell 14 může zkoumat modely jak ve 2D režimu, tak ve 3D a pro analýzu objektů používá metodiku konečných prvků. Subjekty mohou být zkoumány v statických simulacích, nebo jak v této práci transientním typem úlohy. Optimalizace ve 2D, při které bude upravován profilový tvar v oblasti vzduchové mezery, bude sloužit jen k ověření, že reluktanční moment je na tomto závislý. Hlavní simulace měly být provedeny až ve 3D modelu, kde měl být pozorován vliv natočení drážek statoru. Tyto simulace byly v průběhu práce nahrazeny alternativním výpočtem. Na základě dosažených výsledků je v závěru uvedeno optimální natočení statorových drážek.
|
|
|
Synchronous generator reactance prediction using FE analysis
Chmelíček, Petr ; Lapčík, Josef (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
Equivalent circuit parameters of synchronous machine greatly affects it’s performance during steady state operation and also during faults and transients. This thesis is focused on investigation and evaluation of different methods, for calculation of equivalent circuit parameters, based on the Finite Element Method. First section gives theoretical overview of basic Finite Element Method principles and application on the magnetic field problems in electric machinery and fundamental concepts of synchronous machine operation and equivalent circuits, for different operation stages are discussed. Second section is focused on identification of equivalent circuit parameters of four pole synchronous generator. Magneto-static FE simulation is used for calculation of synchronous reactances with cross coupling taken into account. For calculation of transient and subtransient parameters, four different methods are proposed and they are evaluated with respect to the accuracy and computation time. Final section describes basic test procedures for synchronous machine equivalent circuit parameters estimation. Chapter also covers comparison of FE based simulation of dead short circuit at machine terminals and real test carried out in the laboratory. Summary gives a review of proposed methods and comparison of different approaches.
|
|
|
Výpočtová a experimentální analýza napjatosti turbinové lopatky
Damborský, Petr ; Jaroslav, Kovařík (oponent) ; Malenovský, Eduard (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá dynamickou analýzou rotorové lopatky, která je součástí poslední řady nízkotlakého stupně parní turbiny. V první části je provedeno výpočtové modelování kmitání lopatky metodu konečných prvků (ANSYS). Vynucené kmitání je řešeno pomocí transientní analýzy. Úkolem je získání průběhu hodnot hlavních napětí a jejich směrů v závislosti na zvyšujícím se zatížení lopatky v místě iniciace trhliny. To je zjištěno únavovými zkouškami. Druhou částí je experimentální modelování, ve kterém je provedena modální analýza, nezbytná k určení vlastních čísel. Dále je experimentálně modelováno kmitání lopatky se stejnými okrajovými i počátečními podmínkami jako u výpočtového modelování. Úkolem je opět získání průběhů hlavních napětí a jejich směrů ve zvoleném místě. Cílem práce je porovnání výsledků výpočtového a experimentálního modelování a posouzení zda při zatěžování dochází ke geometrickým nelinearitám, které se mohou projevovat např. nelineárním rozkmitáváním konce lopatky.
|
|
|
Simulace toroidních cívek v Ansoft Maxwell 3D
Daněk, Michal ; Pfeifer, Václav (oponent) ; Hanák, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na simulaci elektromagnetického pole v programu Ansoft Maxwell 3D, který pro simulaci elektromagnetických polí využívá metodu konečných prvků. Nejprve je uveden postup tvorby geometrického modelu toroidní cívky, který má šedesát pět závitů. Tento model je nutné odladit a připravit ho pro generaci sítě prvků - meshe. Modelu přiřadíme fyzikální vlastnosti a tím vznikne fyzikální model. Nastaví se okrajové podmínky, budící proud, materiál jádra, materiál vinutí a parametry pro generaci meshe. V knihovně materiálů bude vytvořen materiál firmy Kashke K4000 a následně definujeme dle katalogového listu jeho BH křivku. Analýza je provedena ve dvou režimech. V režimu magnetostatickém je použito stejnosměrných proudů (7,5A; 10A; 15A; 20A a 25A) a lineárního/nelineárního materiálu jádra. V režimu transientní analýzy je cívka buzena proudovým impulsem. V programu Ansoft Maxwell editor obvodů vytvoříme zdroj generující proudový impuls. Tento zdroj buzení je pak k cívce připojen jako externí zdroj prostřednictvím terminálu. Materiál jádra je v případě transientní analýzy lineární, protože Ansoft Maxwell 3D neumožňuje v transientní analýze využít nelineární materiál. Nastavení parametrů transientní a magnetostatické analýzy je odlišné. U transientní analýzy se navíc zadává koncový čas a časový krok, pro který se má daná úloha řešit. Zadávají se rovněž časové body, ve kterých se magnetická indukce a intenzita magnetického pole spočítají a později je bude možné zobrazit. Vypočtená pole jsou v práci prezentována jako obrázky. Rovněž je uveden postup, jak se používá kalkulátor pole z hodnot v postprocesingu. V závěru jsou shrnuty dosažené výsledky.
|
|
|
Výpočet a optimalizace reluktančního momentu synchronního servomotoru
Kroupa, Martin ; Hájek, Vítězslav (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na návrh modelu a simulaci známého synchronního servomotoru s třiceti permanentními magnety nalepenými na rotoru v programu Ansoft Maxwell 14. Úkolem bylo zjistit reluktanční moment, který motor při chodu vykazuje a jeho následnou optimalizaci. Program Ansoft Maxwell 14 může zkoumat modely jak ve 2D režimu, tak ve 3D a pro analýzu objektů používá metodiku konečných prvků. Subjekty mohou být zkoumány v statických simulacích, nebo jak v této práci transientním typem úlohy. Optimalizace ve 2D, při které bude upravován profilový tvar v oblasti vzduchové mezery, bude sloužit jen k ověření, že reluktanční moment je na tomto závislý. Hlavní simulace měly být provedeny až ve 3D modelu, kde měl být pozorován vliv natočení drážek statoru. Tyto simulace byly v průběhu práce nahrazeny alternativním výpočtem. Na základě dosažených výsledků je v závěru uvedeno optimální natočení statorových drážek.
|
|
|
Výpočtová a experimentální analýza napjatosti turbinové lopatky
Damborský, Petr ; Jaroslav, Kovařík (oponent) ; Malenovský, Eduard (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá dynamickou analýzou rotorové lopatky, která je součástí poslední řady nízkotlakého stupně parní turbiny. V první části je provedeno výpočtové modelování kmitání lopatky metodu konečných prvků (ANSYS). Vynucené kmitání je řešeno pomocí transientní analýzy. Úkolem je získání průběhu hodnot hlavních napětí a jejich směrů v závislosti na zvyšujícím se zatížení lopatky v místě iniciace trhliny. To je zjištěno únavovými zkouškami. Druhou částí je experimentální modelování, ve kterém je provedena modální analýza, nezbytná k určení vlastních čísel. Dále je experimentálně modelováno kmitání lopatky se stejnými okrajovými i počátečními podmínkami jako u výpočtového modelování. Úkolem je opět získání průběhů hlavních napětí a jejich směrů ve zvoleném místě. Cílem práce je porovnání výsledků výpočtového a experimentálního modelování a posouzení zda při zatěžování dochází ke geometrickým nelinearitám, které se mohou projevovat např. nelineárním rozkmitáváním konce lopatky.
|
|
|
Synchronous generator reactance prediction using FE analysis
Chmelíček, Petr ; Lapčík, Josef (oponent) ; Ondrůšek, Čestmír (vedoucí práce)
Equivalent circuit parameters of synchronous machine greatly affects it’s performance during steady state operation and also during faults and transients. This thesis is focused on investigation and evaluation of different methods, for calculation of equivalent circuit parameters, based on the Finite Element Method. First section gives theoretical overview of basic Finite Element Method principles and application on the magnetic field problems in electric machinery and fundamental concepts of synchronous machine operation and equivalent circuits, for different operation stages are discussed. Second section is focused on identification of equivalent circuit parameters of four pole synchronous generator. Magneto-static FE simulation is used for calculation of synchronous reactances with cross coupling taken into account. For calculation of transient and subtransient parameters, four different methods are proposed and they are evaluated with respect to the accuracy and computation time. Final section describes basic test procedures for synchronous machine equivalent circuit parameters estimation. Chapter also covers comparison of FE based simulation of dead short circuit at machine terminals and real test carried out in the laboratory. Summary gives a review of proposed methods and comparison of different approaches.
|
|
|
Simulace toroidních cívek v Ansoft Maxwell 3D
Daněk, Michal ; Pfeifer, Václav (oponent) ; Hanák, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na simulaci elektromagnetického pole v programu Ansoft Maxwell 3D, který pro simulaci elektromagnetických polí využívá metodu konečných prvků. Nejprve je uveden postup tvorby geometrického modelu toroidní cívky, který má šedesát pět závitů. Tento model je nutné odladit a připravit ho pro generaci sítě prvků - meshe. Modelu přiřadíme fyzikální vlastnosti a tím vznikne fyzikální model. Nastaví se okrajové podmínky, budící proud, materiál jádra, materiál vinutí a parametry pro generaci meshe. V knihovně materiálů bude vytvořen materiál firmy Kashke K4000 a následně definujeme dle katalogového listu jeho BH křivku. Analýza je provedena ve dvou režimech. V režimu magnetostatickém je použito stejnosměrných proudů (7,5A; 10A; 15A; 20A a 25A) a lineárního/nelineárního materiálu jádra. V režimu transientní analýzy je cívka buzena proudovým impulsem. V programu Ansoft Maxwell editor obvodů vytvoříme zdroj generující proudový impuls. Tento zdroj buzení je pak k cívce připojen jako externí zdroj prostřednictvím terminálu. Materiál jádra je v případě transientní analýzy lineární, protože Ansoft Maxwell 3D neumožňuje v transientní analýze využít nelineární materiál. Nastavení parametrů transientní a magnetostatické analýzy je odlišné. U transientní analýzy se navíc zadává koncový čas a časový krok, pro který se má daná úloha řešit. Zadávají se rovněž časové body, ve kterých se magnetická indukce a intenzita magnetického pole spočítají a později je bude možné zobrazit. Vypočtená pole jsou v práci prezentována jako obrázky. Rovněž je uveden postup, jak se používá kalkulátor pole z hodnot v postprocesingu. V závěru jsou shrnuty dosažené výsledky.
|
host ::
RSS.