Σχεδίαση και βελτιστοποίηση κινητήρα μονίμων μαγνητών για εφαρμογή ηλεκτροκίνησης

Abstract

Η παρούσα εργασία επιχειρεί τη σχεδίαση ηλεκτρικού κινητήρα για εφαρμογή σε σύστημα ηλεκτρικής κίνησης οχήματος, χρησιμοποιώντας ως κύριο κριτήριο βελτιστοποίησης τη μείωση των απωλειών. Το όχημα για το οποίο σχεδιάζεται και κατασκευάζεται ο κινητήρας προορίζεται να συμμετάσχει στον ευρωπαϊκό διαγωνισμό πρότυπων μονοθέσιων οχημάτων οικονομικής μετακίνησης. Η εργασία σε ένα πρώτο βήμα προσδιορίζει τις προδιαγραφές των κύριων λειτουργικών χαρακτηριστικών του κινητήρα και σε ένα δεύτερο βήμα αναπτύσσει τη μελέτη σχεδίασης και διαμόρφωσης όλων των συνιστωσών του. Συγκεκριμένα, ο κινητήρας χαρακτηρίζεται από χαμηλής ισχύ (~ 0.6 kW) , χαμηλή ταχύτητα περιστροφής ( ~ 400 Σαλ ), και ταυτόχρονα πολύ υψηλή απόδοση ( > 90%), με δυνατότητα παροχής υψηλής ροπής εκκινήσεως .

The present thesis undertakes the design procedure of an electric motor, with the dominant optimization criterion of loss minimization. The electric motor is intended for an electric vehicle application in the frame of participation in the European contest of prototype vehicles presenting low fuel consumption (Shell EcoMarathon). Initially, the main motor performance and efficiency specifications are prescribed. Subsequently, the design study is performed in order to enable all motor components to meet the specified technical standards. In particular, the motor presents low nominal power (~1 kW), low rotational speed (~ 300 rpm), a very high efficiency ( > 90%), and the capability of providing a high torque output during start.