|
|
Inovace systému chlazení točivých elektrických strojů s využitím CFD metod
Sikora, Michal ; Ondrůšek, Čestmír (oponent) ; Kotrba,, Vít (oponent) ; Sháněl, Martin (oponent) ; Kratochvíl, Ctirad (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a realizací netradičního způsobu chlazení, určeného především pro synchronní generátory středních výkonů. Hlavním cílem tohoto návrhu je odstranění rozměrného výměníku tepla, který bývá součástí těchto generátorů a nepřiměřeně zvyšuje prostorové nároky na umístění stroje. Navržené řešení spočívá v použití přímého vodního chlazení statoru, přičemž se předpokládá, že vinutý rotor bude i nadále chlazen vzduchem. Návrh vodního chlazení proto počítá s instalací menšího chladiče uvnitř stroje, který by vzduch zahřátý teplem rotoru ochlazoval. Práce obsahuje odvození a způsob návrhu základních parametrů vodního chlazení s ohledem na dosažení cílových teplot. Pro praktické ověření zvolené koncepce chlazení byl zvolen malý asynchronní motor. Ten byl upraven do podoby odpovídající stávajícímu způsobu chlazení synchronních generátorů a do podoby reflektující navržené vodní chlazení. Tato dvě provedení byla podrobena měřením a vzájemnému porovnání. Byly rovněž vytvořeny i počítačové CFD modely těchto dvou provedení. Naměřené teploty pak napomohly k odladění modelů a k identifikaci řady materiálových vlastností komponent těchto strojů. Odladěný model vodního chlazení navíc umožnil simulovat práci stroje při vyšším výkonu a stanovit tak jeho přetížitelnost v porovnání se stávající variantou chlazení. Řada poznatků a zkušeností získaných při aplikaci vodního chlazení na malý asynchronní stroj byla použita i při návrhu vodního chlazení pro větší synchronní generátor. Rovněž pro tento stroj byly vytvořeny CFD modely stávající varianty chlazení a navržené varianty s vodním chlazením. I když tyto modely nejsou podloženy měřeními na skutečných generátorech, jejich výsledky naznačují, že je aplikace vodního chlazení na tento typ strojů vhodná a přináší řadu výhod.
|
|
|
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.
|
|
|
Návrh algoritmu výpočtu rotoru elektrického stroje s ohledem na napěťově deformační poměry a kritické otáčky
Pařízek, Daniel ; Lošák, Petr (oponent) ; Vlach, Radek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou mechanického návrhu rotoru elektrického stroje. V rámci prvních dvou kapitol praktické části práce jsou sestaveny dva zjednodušené výpočtové modely rotoru (modely úrovně 1). Konkrétně model ohybově poddajného rotoru na tuhých podporách a model ohybově tuhého rotoru na pružných podporách. Podstata těchto výpočtových modelů spočívá v řešitelnosti pomocí jednoduchých rovnic. S použitím těchto modelů lze docílit úspory času při sestavování předběžného návrhu geometrie rotoru. Následující kapitola je věnována srovnání různých přístupů k výpočtovému modelování rotoru pomocí MKP. Vyšetřován je předem zadaný předběžný návrh vysokorychlostního masivního rotoru. Představeny jsou výpočtové modely různých úrovní při deformačně-napěťové analýze a modální analýze. Součástí je rovněž návrh, jak při dané analýze efektivně postupovat.
|
|
|
Návrh algoritmu výpočtu rotoru elektrického stroje s ohledem na napěťově deformační poměry a kritické otáčky
Pařízek, Daniel ; Lošák, Petr (oponent) ; Vlach, Radek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou mechanického návrhu rotoru elektrického stroje. V rámci prvních dvou kapitol praktické části práce jsou sestaveny dva zjednodušené výpočtové modely rotoru (modely úrovně 1). Konkrétně model ohybově poddajného rotoru na tuhých podporách a model ohybově tuhého rotoru na pružných podporách. Podstata těchto výpočtových modelů spočívá v řešitelnosti pomocí jednoduchých rovnic. S použitím těchto modelů lze docílit úspory času při sestavování předběžného návrhu geometrie rotoru. Následující kapitola je věnována srovnání různých přístupů k výpočtovému modelování rotoru pomocí MKP. Vyšetřován je předem zadaný předběžný návrh vysokorychlostního masivního rotoru. Představeny jsou výpočtové modely různých úrovní při deformačně-napěťové analýze a modální analýze. Součástí je rovněž návrh, jak při dané analýze efektivně postupovat.
|
|
|
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.
|
|
|
Inovace systému chlazení točivých elektrických strojů s využitím CFD metod
Sikora, Michal ; Kratochvíl, Ctirad (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a realizací netradičního způsobu chlazení, určeného především pro synchronní generátory středních výkonů. Hlavním cílem tohoto návrhu je odstranění rozměrného výměníku tepla, který bývá součástí těchto generátorů a nepřiměřeně zvyšuje prostorové nároky na umístění stroje. Navržené řešení spočívá v použití přímého vodního chlazení statoru, přičemž se předpokládá, že vinutý rotor bude i nadále chlazen vzduchem. Návrh vodního chlazení proto počítá s instalací menšího chladiče uvnitř stroje, který by vzduch zahřátý teplem rotoru ochlazoval. Práce obsahuje odvození a způsob návrhu základních parametrů vodního chlazení s ohledem na dosažení cílových teplot. Pro praktické ověření zvolené koncepce chlazení byl zvolen malý asynchronní motor. Ten byl upraven do podoby odpovídající stávajícímu způsobu chlazení synchronních generátorů a do podoby reflektující navržené vodní chlazení. Tato dvě provedení byla podrobena měřením a vzájemnému porovnání. Byly rovněž vytvořeny i počítačové CFD modely těchto dvou provedení. Naměřené teploty pak napomohly k odladění modelů a k identifikaci řady materiálových vlastností komponent těchto strojů. Odladěný model vodního chlazení navíc umožnil simulovat práci stroje při vyšším výkonu a stanovit tak jeho přetížitelnost v porovnání se stávající variantou chlazení. Řada poznatků a zkušeností získaných při aplikaci vodního chlazení na malý asynchronní stroj byla použita i při návrhu vodního chlazení pro větší synchronní generátor. Rovněž pro tento stroj byly vytvořeny CFD modely stávající varianty chlazení a navržené varianty s vodním chlazením. I když tyto modely nejsou podloženy měřeními na skutečných generátorech, jejich výsledky naznačují, že je aplikace vodního chlazení na tento typ strojů vhodná a přináší řadu výhod.
|
|
|
Inovace systému chlazení točivých elektrických strojů s využitím CFD metod
Sikora, Michal ; Ondrůšek, Čestmír (oponent) ; Kotrba,, Vít (oponent) ; Sháněl, Martin (oponent) ; Kratochvíl, Ctirad (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a realizací netradičního způsobu chlazení, určeného především pro synchronní generátory středních výkonů. Hlavním cílem tohoto návrhu je odstranění rozměrného výměníku tepla, který bývá součástí těchto generátorů a nepřiměřeně zvyšuje prostorové nároky na umístění stroje. Navržené řešení spočívá v použití přímého vodního chlazení statoru, přičemž se předpokládá, že vinutý rotor bude i nadále chlazen vzduchem. Návrh vodního chlazení proto počítá s instalací menšího chladiče uvnitř stroje, který by vzduch zahřátý teplem rotoru ochlazoval. Práce obsahuje odvození a způsob návrhu základních parametrů vodního chlazení s ohledem na dosažení cílových teplot. Pro praktické ověření zvolené koncepce chlazení byl zvolen malý asynchronní motor. Ten byl upraven do podoby odpovídající stávajícímu způsobu chlazení synchronních generátorů a do podoby reflektující navržené vodní chlazení. Tato dvě provedení byla podrobena měřením a vzájemnému porovnání. Byly rovněž vytvořeny i počítačové CFD modely těchto dvou provedení. Naměřené teploty pak napomohly k odladění modelů a k identifikaci řady materiálových vlastností komponent těchto strojů. Odladěný model vodního chlazení navíc umožnil simulovat práci stroje při vyšším výkonu a stanovit tak jeho přetížitelnost v porovnání se stávající variantou chlazení. Řada poznatků a zkušeností získaných při aplikaci vodního chlazení na malý asynchronní stroj byla použita i při návrhu vodního chlazení pro větší synchronní generátor. Rovněž pro tento stroj byly vytvořeny CFD modely stávající varianty chlazení a navržené varianty s vodním chlazením. I když tyto modely nejsou podloženy měřeními na skutečných generátorech, jejich výsledky naznačují, že je aplikace vodního chlazení na tento typ strojů vhodná a přináší řadu výhod.
|
host ::
RSS.