Μελέτη και σχεδίαση μηχανών εναλλασσόμενης μαγνητικής ροής

Αναγνωστόπουλος, Κωνσταντίνος; Anagnostopoulos, Konstantinos

dc.contributor.author	Αναγνωστόπουλος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Anagnostopoulos, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2016-04-13T12:58:10Z
dc.date.issued	2016-04-13
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42390
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12039
dc.rights	Default License
dc.subject	Ηλεκτρικές μηχανές	el
dc.subject	Μηχανές εναλλασσόμενης μαγνητικής ροής	el
dc.subject	Flux switching machines	en
dc.subject	Preliminary design	en
dc.subject	Taguchi methods	en
dc.subject	Finite element method	en
dc.subject	High-speed electrical machines	en
dc.title	Μελέτη και σχεδίαση μηχανών εναλλασσόμενης μαγνητικής ροής	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ηλεκτρικές μηχανές	el
heal.dateAvailable	2017-04-12T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-07-23
heal.abstract	H παρούσα εργασία αναφέρεται στη μελέτη και σχεδίαση ηλεκτρικών μηχανών εναλλασσόμενης μαγνητικής ροής με διέγερση μονίμων μαγνητών για εφαρμογές υψηλών ταχυτήτων, όπως ορισμένα κινητήρια συστήματα αεροπορικής τεχνολογίας. Συγκεκριμένα επιχειρείται η σχεδίαση μιας ηλεκτρικής μηχανής η οποία να μπορεί να αναπτύσσει ροπή τουλάχιστον 1.8 Νm σε ταχύτητα 7500 Σ.Α.Λ. ενώ προσδιορίζονται επίσης, με βάση τις αντίστοιχες προδιαγραφές, οι εξωτερικές τις διαστάσεις. Η μέθοδος που ακολουθείται αποτελείται από τα εξής στάδια: Αρχικά γίνεται σχεδίαση μέσω αναλυτικών σχέσεων εναλλακτικών τοπολογιών προκειμένου να αποφασιστούν τα κύρια γεωμετρικά χαρακτηριστικά και να επιλεγεί ο αριθμός των πόλων δρομέα και στάτη. Οι τοπολογίες που προκύπτουν αναλύονται μέσω προγράμματος προσημείωσης. Στη συνέχεια πραγματοποιείται ανάλυση ευαισθησίας γεωμετρικών παραμέτρων με σκοπό τον προσδιορισμό της βέλτιστης θέσης του διακένου μέσω αριθμητικών τεχνικών επίλυσης των εξισώσεων του μαγνητικού πεδίου. Σε ένα επόμενο βήμα επιχειρείται συνδυασμός της μεθοδολογίας σχεδιασμού πειραμάτων Τaguchi με τις αριθμητικές τεχνικές επίλυσης των εξισώσεων του μαγνητικού πεδίου ώστε να επιλεγεί ένας συνδυασμός παραμέτρων που να ικανοποιεί τις προδιαγραφές. Τα αποτελέσματα της διαδικασίας αυτής υποβάλλονται σε ανάλυση διακύμανσης με σκοπό να αναδειχθεί η επίδραση συγκεκριμένων παραμέτρων της τοπολογίας στα λειτουργικά χαρακτηριστικά της. Αφού επιλεγεί ο τελικός συνδυασμός των παραμέτρων, πραγματοποιείται εκ νέου πεδιακή ανάλυση μέσω προγράμματος προσομοίωσης και αποτιμώνται τα λειτουργικά χαρακτηριστικά της μηχανής. Προκειμένου να επιλεγεί η καταλληλότερη γεωμετρία και να αναδειχθούν οι επιμέρους διαφορές τους η προαναφερθείσα μεθοδολογία εφαρμόζεται σε τρεις διαφορετικούς τύπους μηχανών εναλλασσόμενης μαγνητικής ροής: στη μηχανή εναλλασσόμενης ροής με πυρήνα τύπου «C», στη μηχανή εναλλασσόμενης ροής με πυρήνα τύπου «Ε» και στη μηχανή εναλλασσόμενης ροής με τμηματικό δρομέα.	el
heal.abstract	This diploma thesis undertakes the study and design of permanent magnet flux switching machines used for high-speed applications, i.e. specific aerospace drive systems. More specifically an electrical machine capable of producing 1.8 Nm at 7500 RPM is designed, while the outer dimensions of the machine are also defined by respective specifications. The followed procedure has can be divided into the following five steps. Firstly, an initial motor design is extracted using analytical formulas. These formulas take into account the desired specifications concerning the nominal torque, the nominal speed and the supply voltage. The results of the mentioned designs are updated through simulation. In a next step sensitivity analysis is conducted in order to define the optimal position of the air gap. After that we use the Taguchi design of experiments method in order to choose the best combination of dimensions, which guarantee the desired operational characteristics. The results of design of experiments are implemented in order to conduct analysis of variance and identify the influence of the variation of the selected dimensions on the operational characteristics of the machine. Finally, the machine with the chosen combination of dimensions is simulated. Except the first step, all others employ the Finite Element Method Magnetics (FEMM) software to conduct the needed simulations. In order to choose the best machine type and to show their respective performance differences three types of permanent magnet flux switching motors are analyzed: namely, “C Core” permanent magnet flux switching machine, “E core” permanent magnet flux switching machine and segmental rotor permanent magnet flux switching machine.	en
heal.advisorName	Κλαδάς, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Μανιάς, Στέφανος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	124 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true