|
|
Dynamic model of nonlinear oscillator with piezoelectric layer
Sosna, Petr ; Lošák, Petr (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
This diploma thesis aims to analyze the behavior of a nonlinear magnetopiezoelastic vibrating beam. First, a~single-degree-of-freedom model of a real-world nonlinear energy harvester is developed. Numerical simulations of magnetic interaction provide a~basis for the mentioned stiffness nonlinearity. Qualitative and quantitative analyses of how the frequency response of such a~ system is affected by load resistance, amplitude of harmonic base excitation, and magnet separation distance are performed. Magnet separation distance acts as the main parameter that affects the level of nonlinearity and type of behavior. Therefore a significant portion of the work is dedicated to bifurcation diagrams, where the behavior and performance of the harvester are analyzed as a~function of magnet separation distance. These bifurcation diagrams also lead to performance maps, that could form the basis for efficient real-time tuning of the energy harvester. Important phenomena that can influence the harvested energy, when the system is excited by non-harmonic force, are also present. These include force impulses or noise-induced basin hopping.
|
|
|
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.
|
|
|
Komplexní analýza modálních vlastností elektrických strojů točivých
Donát, Martin ; Vlach, Radek (oponent) ; Žiaran,, Stanislav (oponent) ; Dušek, Daniel (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá problematikou výpočtového modelování dynamické odezvy struktury točivého elektrického stroje na působení magnetických sil. Kromě dynamické odezvy ideálně symetrického stroje je v práci také zkoumán vliv nesymetrie vzduchové mezery na dynamickou odezvu stroje. Uvažován je základní typ nesymetrie vzduchové mezery způsobený excentrickým uložením rotorového svazku na hřídeli rotoru. V první části práce je proveden výpočet závislosti magnetických sil, na čase a velikosti nesymetrie vzduchové mezery. K tomuto účelu je použit výpočtový model magnetického pole točivého elektrického stroje založený na řešení sdružené elektromagnetické úlohy metodou konečných prvků. Druhá část práce se zabývá analýzou vlivu magnetického tahu a tuhosti vybraných částí stroje na modální vlastnosti řešeného stroje. V třetí části práce je proveden výpočet dynamické odezvy stroje při ustáleném chodu a posouzen vliv vyosení rotorového svazku na dynamickou odezvu stroje. Provedené výpočty ukázaly, že tečné složky magnetických sil, které působí na statorový svazek, vybudí významné torzní vibrace statoru stroje. Kromě vibrací statoru stroje je v práci zkoumán vliv vyosení rotorového svazku na akustický výkon stroje, vibrace rotoru, zatížení ložisek a nesymetrii vzduchové mezery.
|
|
|
Dynamic model of nonlinear oscillator with piezoelectric layer
Sosna, Petr ; Lošák, Petr (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
This diploma thesis aims to analyze the behavior of a nonlinear magnetopiezoelastic vibrating beam. First, a~single-degree-of-freedom model of a real-world nonlinear energy harvester is developed. Numerical simulations of magnetic interaction provide a~basis for the mentioned stiffness nonlinearity. Qualitative and quantitative analyses of how the frequency response of such a~ system is affected by load resistance, amplitude of harmonic base excitation, and magnet separation distance are performed. Magnet separation distance acts as the main parameter that affects the level of nonlinearity and type of behavior. Therefore a significant portion of the work is dedicated to bifurcation diagrams, where the behavior and performance of the harvester are analyzed as a~function of magnet separation distance. These bifurcation diagrams also lead to performance maps, that could form the basis for efficient real-time tuning of the energy harvester. Important phenomena that can influence the harvested energy, when the system is excited by non-harmonic force, are also present. These include force impulses or noise-induced basin hopping.
|
|
|
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.
|
|
|
Komplexní analýza modálních vlastností elektrických strojů točivých
Donát, Martin ; Vlach, Radek (oponent) ; Žiaran,, Stanislav (oponent) ; Dušek, Daniel (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá problematikou výpočtového modelování dynamické odezvy struktury točivého elektrického stroje na působení magnetických sil. Kromě dynamické odezvy ideálně symetrického stroje je v práci také zkoumán vliv nesymetrie vzduchové mezery na dynamickou odezvu stroje. Uvažován je základní typ nesymetrie vzduchové mezery způsobený excentrickým uložením rotorového svazku na hřídeli rotoru. V první části práce je proveden výpočet závislosti magnetických sil, na čase a velikosti nesymetrie vzduchové mezery. K tomuto účelu je použit výpočtový model magnetického pole točivého elektrického stroje založený na řešení sdružené elektromagnetické úlohy metodou konečných prvků. Druhá část práce se zabývá analýzou vlivu magnetického tahu a tuhosti vybraných částí stroje na modální vlastnosti řešeného stroje. V třetí části práce je proveden výpočet dynamické odezvy stroje při ustáleném chodu a posouzen vliv vyosení rotorového svazku na dynamickou odezvu stroje. Provedené výpočty ukázaly, že tečné složky magnetických sil, které působí na statorový svazek, vybudí významné torzní vibrace statoru stroje. Kromě vibrací statoru stroje je v práci zkoumán vliv vyosení rotorového svazku na akustický výkon stroje, vibrace rotoru, zatížení ložisek a nesymetrii vzduchové mezery.
|
|
|
Komplexní analýza modálních vlastností elektrických strojů točivých
Donát, Martin ; Dušek, Daniel (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá problematikou výpočtového modelování dynamické odezvy struktury točivého elektrického stroje na působení magnetických sil. Kromě dynamické odezvy ideálně symetrického stroje je v práci také zkoumán vliv nesymetrie vzduchové mezery na dynamickou odezvu stroje. Uvažován je základní typ nesymetrie vzduchové mezery způsobený excentrickým uložením rotorového svazku na hřídeli rotoru. V první části práce je proveden výpočet závislosti magnetických sil, na čase a velikosti nesymetrie vzduchové mezery. K tomuto účelu je použit výpočtový model magnetického pole točivého elektrického stroje založený na řešení sdružené elektromagnetické úlohy metodou konečných prvků. Druhá část práce se zabývá analýzou vlivu magnetického tahu a tuhosti vybraných částí stroje na modální vlastnosti řešeného stroje. V třetí části práce je proveden výpočet dynamické odezvy stroje při ustáleném chodu a posouzen vliv vyosení rotorového svazku na dynamickou odezvu stroje. Provedené výpočty ukázaly, že tečné složky magnetických sil, které působí na statorový svazek, vybudí významné torzní vibrace statoru stroje. Kromě vibrací statoru stroje je v práci zkoumán vliv vyosení rotorového svazku na akustický výkon stroje, vibrace rotoru, zatížení ložisek a nesymetrii vzduchové mezery.
|
host ::
RSS.