|
|
Design and Optimization of High-Torque Ferrite Assisted Synchronous Reluctance Motor
Knebl, Ladislav ; Rafajdus,, Pavol (oponent) ; DUŠEK,, Jiří (oponent) ; Vítek, Ondřej (vedoucí práce)
The high-torque assisted synchronous reluctance machine could be still considered, based on the relatively low amount of publications, as a rather unknown area of research. This and other main advantages, such as low manufacturing cost and a higher torque density of this machine type are driving researchers interest. Even though this machine type has become more interesting in the conventional or high-speed applications, the area of traction applications is slowly getting forward as the machine capabilities are discovered. This thesis is serving just this purpose of developing the ship propulsion driving motor, that is capable of sustaining the high-torque at low-speed. The application is defined by the 55 kW at 150 rpm using the low- cost ferrite magnets aiming to lower the cost. The design will be closely tied with optimization algorithms to deliver the best possible performance in the given volume. However the design challenge being difficult task on its own, the thesis is declaring other goals within, that are still very interesting and important. Since the optimization is included in the design process, the first goal, concluding from the given topic is to compare various optimization methods. Not only the two different optimization algorithms, self-organizing migrating algorithm and genetic algorithm, will be compared in the thesis, but even two multi-objective optimization approaches will be compared as well. The preference based vector and ideal multi-objective optimization techniques comparison will be demonstrated in one optimization scenario with a higher amount of optimized parameters. Other demonstrated goal within the thesis is the comparison of ideal multi-objective optimization with a lower number of parameters. The last goal will be the measurement of the designed and optimized machine, that introduced variety of challenges itself and all of them will be discussed within the last chapter.
|
|
|
Losses reduction of single-phase induction motor
Vaško, Dávid ; Mach, Martin (oponent) ; Vítek, Ondřej (vedoucí práce)
Bachelor thesis Losses reduction of single-phase induction motor deals with issues of increasing the efficiency of single-phase induction motor JMO90-4S-90 from EMP s.r.o. Slavkov near Brno. The first part deals with the theory of induction motors, especially single-phase motors and analysis of losses in induction machines. The second part deals with the introduction of motor solutions and methods used for loss reduction. In the third part, the thesis deals with the calculating selected parameters, the design of motors in RMxprt, and their modification for improving efficiency. The fourth part deals briefly with the design of motors in Ansys Maxwell, comparison of results obtained from Maxwell and RMxprt with the results from measurement for motor JMO90-4S-90 and comparison of results from Maxwell and RMxprt for other motor solutions.
|
|
|
Tepelný model vysokootáčkového asynchronního motoru s plným rotorem a vodním chlazením
Súkeník, Jakub ; Vítek, Ondřej (oponent) ; Toman, Marek (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá tepelnými výpočty vysokootáčkového asynchronního stroje s plným rotorem s měděnou vrstvou na povrchu a vodním chlazením. V první části jsou uvedeny základní vztahy a mechanismy přenosu tepla, také je zde popsána metoda tepelné sítě. V~další části jsou odvozeny tepelné odpory pro jednotlivé části stroje a vodní chlazení. Ve~třetí části je popsáno rozložení uzlů v tepelné síti asynchronního stroje. V~poslední části se nachází výsledné střední teploty tepelné sítě pro vysokootáčkový asynchronní stroj s~plným rotorem s měděnou vrstvou na povrchu a vodním chlazením. Funkčnost vytvořené tepelné sítě byla ověřena pomocí softwaru Ansys.
|
|
|
Výpočet synchronního motoru s permanentními magnety o výkonu 50kW
Šatava, Patrik ; Cipín, Radoslav (oponent) ; Vítek, Ondřej (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá výpočtem synchronního stroje s permanentními magnety. V první části práce je popsán synchronní stroj obecně. Jedná se o teoretický základ, jehož znalost je klíčová pro další části této práce. V další části práce je sestaven analytický výpočet zadaného synchronního stroje s permanentními magnety. Zadaný stroj byl v době zadání práce již vyroben a je předlohou, kterou se řídí analytický výpočet. Výpočet je průběžně s tímto referenčním strojem porovnáván a vypočítané hodnoty parametrů jsou průběžně nahrazovány hodnotami z jeho dokumentace. Důvodem je snaha přizpůsobit výpočet tak, aby byly parametry jím získané shodné s referenčním strojem a mohlo být provedeno vyhodnocení přesnosti sestaveného výpočtu. Dále je proveden výpočet parametrů stroje v softwarech Ansys RMxprt a Ansys Maxwell 2D. Výpočty a simulace jsou poté porovnány s měřením daného stroje. V poslední části práce je provedena úprava výpočtu pro snížení chyby. Výsledky jsou závěrem práce zhodnoceny.
|
|
|
Electromagnetic analysis and modeling of a solid rotor induction machine
Bílek, Vladimír ; Vítek, Ondřej (oponent) ; Bárta, Jan (vedoucí práce)
This Master's thesis deals with the electromagnetic analysis and modeling of a solid rotor induction machine. The work includes a state-of-review on the topic of high-speed electrical machines, with the description of their advantages and disadvantages compared to conventional electrical machines with gearboxes, division of high-speed electrical machines with solid rotors, and comparison of their advantages and disadvantages, where the emphasis is placed mainly on high-speed induction machines with solid rotors and their use and applications in industry. Furthermore, the work deals with methods of calculation of electrical induction machines with solid rotors. Thus, methods for analytical calculation and finite element calculation of induction machines with solid rotors are described here. Above all, the emphasis is placed on the finite element method in a 2D space using correction end-effect factors, which are divided and described in detail here. Based on the obtained literature, an electric machine with a solid rotor is calculated using electromagnetic FEM analysis. The calculation of the machine is automatized with Python script. As another main objective of this work is to describe the so called surrogate models, their advantages and disadvantages, their use in industry and especially the application of surrogate models to a electrical machines with a solid rotor. Using surrogate models, the case study machine with a solid rotor is then optimized using SymSpace and Optimizer. For the optimizations, 3 machine designs were considered and eventually compared with each other from an electromagnetic performance point of view.
|
|
|
Návrh a elektromagnetický výpočet malého synchronního stoje s vinutým rotorem
Laštovička, Josef ; Vítek, Ondřej (oponent) ; Bárta, Jan (vedoucí práce)
Téma této bakalářské práce je problematika synchronních strojů s vinutým rotorem a jejich návrh. V první části práce je tedy shrnuta teorie synchronních strojů s vinutým rotorem. Detailnější zaměření je věnováno stroji s vyniklými póly. Ve druhé části jsou shrnuty konkrétní kroky při navrhování stroje s vinutým rotorem. Třetí částí je vytvoření programu pro výpočet synchronního stroje s vyniklými póly. Program je vytvořen na základě znalostí získaných v první a druhé části za použití programovacího jazyka Python. Čtvrtá část se zaměřuje na elektromagnetický návrh, jeho optimalizaci, simulace a interpretaci jejich výsledků. Poslední část obsahuje tvorbu výrobní dokumentace a modelu stroje.
|
|
|
Pětifázový asynchronní motor
Škoda, Josef ; Vítek, Ondřej (oponent) ; Mach, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem pětifázového stroje. V první části této práce jsou uvedeny teoretické poznatky o pětifázových strojích. V další části práce je proveden návrh pětifázového stroje analytickým výpočtem dle zvolených parametrů. Tento výpočet zahrnuje výslednou zatěžovací a rozběhovou charakteristiku. Geometrické parametry stroje jsou přeneseny do programu Ansys, kde je proveden výpočet metodou konečných prvků společně s požadovanými simulacemi. Dosažené výsledky jsou porovnány a okomentovány.
|
|
|
Analýza synchronního stroje s permanentními magnety o výkonu 1,1 MW
Homolová, Romana ; Cipín, Radoslav (oponent) ; Vítek, Ondřej (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá pojednáním o synchronním motoru s permanentními magnety a výpočtem jeho parametrů. V první části je rozebrána konstrukce motoru a~uvedeny různé typy používaných permanentních magnetů. Část práce je také věnována stručnému přehledu vinutí statoru, výpočtu činitelů vinutí a základních parametrů statorového vinutí. Je zde také uveden výpočet magnetické indukce ve vzduchové mezeře. Její výsledná hodnota je přepočtena pomocí Carterova činitele a poté určena i hodnota první harmonické magnetické indukce ve vzduchové mezeře. Výsledek je porovnán s výpočtem v programu FEMM. Další část práce vytváří ucelený přehled o stroji pomocí náhradního obvodového schématu a fázorových diagramů. Nakonec je zde uveden model vytvořený v RMxprtu a ANSYS Maxwell. Výsledné hodnoty analýzy modelu jsou porovnány s analytickým výpočtem.
|
|
|
Topology optimization of the line-start synchronous machines
Lolová, Iveta ; Vítek, Ondřej (oponent) ; Bárta, Jan (vedoucí práce)
The master thesis deals with topology optimization of electrical machines and line-start synchronous reluctance motor. The master thesis includes a literature review on the state of the art of topology optimizations and line-start synchronous reluctance motor. The possible concepts for characterizing the investigated design space is described. The dependency of the final normalized Gaussian network on the distribution of Gaussian functions is analysed in detail. The evaluation algorithm of a single individual is created within this thesis. The algorithm manages communication between Ansys Maxwell and software tool SyMSpace. Moreover, the algorithm leads to reducing of the computational time due to the preselection of unfeasible geometries. Furthermore, the topology optimization of LSSynRM based on the normalized Gaussian network is performed and the results are discussed.
|
|
|
Návrh vysokootáčkového synchronního stroje s permanentními magnety o výkonu 3 MW
Bořil, Michal ; Bárta, Jan (oponent) ; Vítek, Ondřej (vedoucí práce)
Tématem diplomové práce je návrh vysokootáčkového synchronního stroje s permanentními magnety o výkonu 3 MW. Práce je rozdělena na několik částí a obsahuje informace uvedené k tématu. V první části jsou uvedeny trendy a nové technologie vysokootáčkových elektrických strojů a dále je zde uvedena problematika a konstrukce vysokootáčkových synchronních strojů. Ve druhé části je analyticky navrhnut stroj ze zadaných hodnot, který je poté namodelován v programu RMxprt. Tento model motoru je následně upraven do takové podoby, aby dosáhl požadovaného výkonu 3 MW. V předposlední části je motor simulován programy, které jsou obsaženy v balíčku ANSYS Electronics Desktop, jsou to programy RMxprt a Maxwell. Upravený model motoru v RMxprtu je simulován pomocí definovaných vzorců a následně převeden do Maxwellu 2D, kde je motor simulován pomocí metody konečných prvků. V poslední části jsou srovnané výsledky z analytického výpočtu s jinými vysokootáčkovými stroji. Dále se v poslední části srovnaly výsledky simulací z RMxprtu a Maxwellu.
|
host ::
