Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie silnika komutatorowego o magnesach trwałych zasilanego z przekształtnika impulsowego

Dudzikowski I., Gierak D., Ciurys M.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2008

|

Vol. 62, nr 28

175-182

PL

Opracowano model matematyczny, algorytm i program do obwodowo-polowych obliczeń układu: sieć zasilająca-przeksztaltnik impulsowy-komutatorowy silnik o magnesach trwałych. Obliczono przebiegi czasowe wielkości elektrycznych i mechanicznych w układzie w ustalonych i dynamicznych stanach pracy. Wyznaczono charakterystyki elektromechaniczne silnika.

EN

The mathematical model, algorithm and program for circuital-field calculations of the 'mains-pulse converter-permanent magnet commutator motor' system were developed. Transients of the electrical and mechanical quantities in the system during the dynamic performance and at stationary operation states were calculated. The electromechanical characteristics of the motor were also calculated.

2

Parametry i charakterystyki małych silników magnetoelektrycznych zasilanych napięciem pulsującym

Kasaty O., Szajdak J.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2003

|

Vol. 54, nr 23

119-128

PL

Charakterystyki silników komutatorowych mocy ułamkowej wzbudzanych magnesami trwałymi i zasilanych z prostownika napięciem pulsującym zależą od rodzaju układu prostowniczego i od parametrów uzwojenia wirnika. Rozpatrzono zasilanie silników z układów: jednofazowego półokresowego i pełnookresowego oraz trójfazowego półokresowego. Wyznaczono zależności określające przebiegi napięcia na zaciskach silnika, pobieranego prądu, momentu elektromagnetycznego i innych wielkości. Obliczono wartości rezystancji i indukcyjności oraz elektromagnetycznej stałej czasowej uzwojenia wirnika i zbadano ich wpływ na warunki pracy silnika. Podano wytyczne do projektowania silników przy założeniu ich zasilania napięciem pulsującym.

EN

Design of a commutator motor induced by permanent magnets, and supplied from ac network throu voltage) requires determination of a winding e constants T are presented. Using the above winding parameters runs of the current i taken by the motor was tested. Change of a current pulse existence time (conducting angle ?), time to reach its maximum (angle ?m) and its values: mean I0, maximum Im, and rms I are given. It was proved, that due to action of inductance, and at number of the current pulses for period of supplying system voltage m>1, constant conducting may take place. Guidelines for design of a motor fed from rectifier are given.

3

System PROJMAT 2001 z interfejsem do optymalizacji silników komutatorowych małej mocy

Puternicki P., Sulima R.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2002

|

Z. 210

105-133

PL

Opracowano system PROJMAT 2001, umożliwiający deterministyczną optymalizację silników komutatorowych małej mocy. Pracuje on w środowisku Matlab 5.0 z pakietem Toolbox Optimisation. W artykule podano ogólne sformułowanie matematyczne, deterministycznej, wielokryterialnej optymalizacji silników komutatorowych wraz ze sformułowaniami szczegółowymi dla trzech kryteriów. Opracowano zintegrowany z systemem interfejs komunikacji z użytkownikiem. Przedstawiono strukturę interfejsu oraz podkreślono nadrzędną jego funkcję w całym systemie PROJMAT 2001. W artykule przedstawiono również szczegółowy opis dodatkowych funkcji interfejsu służących projektantowi do łatwego i szybkiego przygotowania danych wejściowych i ograniczeń oraz przeprowadzenia obliczeń optymalizacyjnych i projektowych maszyny. Podano przykładowe wyniki optymalizacji i projektowania oraz analizy zbieżności optymalnych wyników uzyskiwanych z obliczeń z różnych punktów startowych. Uzyskana zbieżność świadczy o możliwości traktowania optimum lokalnego jako bardzo bliskiego optimum globalnego.

EN

System PROJMAT 2000 is used for designing small commutator motors. The software is used for multicriterial optimisation in the Toolbox Optimisation package. To facilitate communication with the user an interface has been added to the system PROJMAT 2000 forming the PROJMAT 2001 system. The interface is constructed of elements and functions of the Matlab 5.0 in the Uitools package. The system is built on the basis of a series of windows which make possible segregation and communication with the user. It gives a possibility of an easy and comprehensible for the designer preparation of input data, constraints and enables optimisation and design computations for machines to be carried out. The internal structure of the PROJMAT 2001 system is shown in Fig. 1. The main window of the interface is shown in Fig. 2. The interface has a series of functions to facilitate the use of the calculation program. It has a series of "function-windows" (PROJEKT - the catalogue of design, DANE - technical data, KRZYWE - magnetisation characteristics, OGR.PROSTE - simple constraints, - UWIKŁANE - implicit constraints, POMOCNE - tables for calculations, WYNIKI - results). The interface makes possible the edition (press the keys: EDYTUJ), correction and saving of files selected by the user. The interface facilitates the data preparation. The order of data preparation for calculation is shown in Fig.3...8. Fig.3 shows the window with technical data. System PROJMAT 2001 makes it possible to see the magnetisation characteristic; it is shown in Fig.4 and Fig.5. The next data for calculation are simple constraints (Fig.6). The table of implicit constraints is shown in Fig.7, whilst the window for making save it - in Fig.8 The optimisation process can be started just after preparation of the set of files described in the main file. The PROJMAT 2001 system has an interface and two independently operating calculation programs: the optimisation (OPTYMALIZACJA) and the postprocessor (PROJEKT) programs. The final design vector is obtained as a result of the system optimisation calculations. The values of the initial vector input from the table (Fig.9) and ranking of criteria (Fig.11) are necessary to carry out these calculations. The postprocessor carries out the design calculations in two variants (Fig.12): PROJEKT WYJŚCIOWY - uses an arbitrary vector of decisive variables entered by the user, PROJEKT OPTYMALNY - uses the final design vector calculated in optimisation process. In addition the user can describe the design carried out (Fig.13). The calculation result is automatically recorded in the form of the *.dat file in the "WYNIKI directory (Fig.14). Description and a list of m-files names used for calculating the given design is automatically added to the result file (see example of calculation). All files indispensable for calculation of a given design are saved in corresponding catalogues. The set of designs saved in the catalogue "WYNIKI" creates the base of knowledge. The saved design facilitate analyses and comparisons of machines of a given type. An example of the results of motor design and an example of convergence of the local- and the global optimum of the objective function are given in the paper (see Fig. 15 & 16).

4

System PROJMAT 2000: ranking kryteriów na tle ograniczeń uwikłanych optymalizacji wielokryterialnej silnika komutatorowego małej mocy

Puternicki P., Rudnicki M.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2001

|

Z. 208

143-154

PL

W artykule opisano system PROJMAT 2000 do optymalizacji silników komutatorowych małej mocy, oparty na metodzie sekwencyjnego programowania kwadratowego (SQP). System przeznaczony jest do pracy w środowisku pakietu Matlab i służy do optymalizacji wielokryterialnej zgodnie z przyjętym rankingiem kryteriów oceny silnika. System składa się z dwóch głównych modułów: optymalizatora, który znajduje optymalny wektor decyzyjny oraz postprocesora, który na jego podstawie oblicza podstawowe parametry elektromechaniczne silnika. Działanie systemu zademonstrowano na przykładzie optymalnego projektowania silnika 1200 W, 18000 obr/min. Przedstawiono wyniki dla różnych rankingów kryteriów: kosztu materiałów czynnych i sprawności. Zbadano wpływ ograniczeń na realność projektu. Podano rysunek optymalnego obwodu magnetycznego.

EN

In the paper an optimisation system PROJMAT 2000 for optimal design of small commutator motors based on sequential quadratic programming (SQP) is described. The SQP method along with quasi-Newton Hessian matrix update is nowadays recognised as one of the best optimisation algorithms available [1] (Fig. 1). The method is implemented in the Optimization Toolbox of Matlab [8]. The system works in the Matlab 4.2.c package environment and is intended for multicriterion or single optimisation following adopted performance criteria rating. For multicriterion optimisation the method of weighted sum is used. In the above method a multicriterion objective function is set up by introducing a dot product of the weight vector by multicriterion vector (Fig. 2). To reduce numerical effort we project the multicriterion vector onto [0,1] interval using appropriate vector norms. The above results as well in better trade-up between weight vector and multicriterion vector. Moreover, we introduce auxiliary objective sub-functions to have entirely minimisation problem. The PROJMAT 2000 system [5, 6, 7] consists of two main modules: that of optimser which finds an optimum design vector and that of post-processor which, on the basis of found design vector, calculates major electromechanical parameters of the motor. There are also extra subroutines for data handling, graphical processing and so on. Nowadays, the system is capable of handling ten-dimensional design vector subject to 46 constraints including simple bounds and technological ones. The system was elaborated to be friendly for the user to enhance user-system interaction. Huge potential of the PROJMAT 2000 system has been demonstrated for optimal design of a 1200 watt, 18000-rpm commutator motor. We give optimisation results for single and multicriterion optimisation using variable criteria rating: cost and efficiency of the motor (Fig.3). We have explored in detail how imposed constraints influence technical reliability of the project. We analyse compromise optimal solutions found using Pareto front concept. It is shown how the user can select the most suitable design from the infinite many solutions constituting Pareto front. The corresponding optimal magnetic circuit geometry obtained by PROKRYT [2, 3, 4] and PROJMAT 2000 systems is attached (Fig. 4). The final validation of found optimal design would require building a prototype motor. Final conclusions complete the paper.

5

Charakterystyki magnetoelektrycznych silników komutatorowych małej mocy zasilanych z układów prostowniczych bez filtrowania

Kasaty O., Szajdak J.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2001

|

Nr 62

123-125

6

Matematyczna metoda wielokryterialnej optymalizacji silników komutatorowych małej mocy

Puternicki P., Rudnicki M.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2000

|

Z. 204

45-75

PL

W artykule podano główne cechy matematycznej metody optymalizacji (SQP) silników komutatorowych małej mocy, zaprogramowanej w środowisku Matlab. Wyodrębniono w strukturze programu proces optymalizacji i obliczenia projektu postprocesorem. Podano funkcje celu o 10 parametrach decyzyjnych oraz zbiór ograniczeń (46) prostych i uwikłanych i określono ich wpływ na realność projektu. Dołączono sesje przykładowe optymalizacji jedno i wielokryterialnej dla różnych rankingów składowych funkcji celu.

EN

Firstly, a mathematical optimization method based on sequential quadratic programming (SQP) as refers to optimal design of small commutator motors is outlined. Then, we describe the environment chosen for that purpose: Matlab packaage along with Optimization Toolbox. Elaborated optimal design system PROJMAT 2000 and its structure is presented in detail. We give performance criteria used in optimization discussing applied constraints as well. Two exemplary sessions for single- and multicriterion optimization are included. The corresponding optimal magnetic circuits geometrie with magnetization characteristics are attached. Final conclusions complete the paper.

7

Pomiary mocy czynnej, napięć i prądów przy zasilaniu małych silników komutatorowych - możliwości powstawania błędów pomiarowych

Dybowski P., Tertil Z.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2000

|

Nr 61

153-158

PL

Celem niniejszej pracy jest możliwie dokładna kontrola pomiarów i ustalenie zasad prawidłowego ich prowadzenia. Jako kontrolny układ pomiarowy przyjęto cyfrową rejestrację i obróbkę sygnałów pomiarowych przy pomocy programu komputerowego Lab--VIEW.

8

Analiza trójwymiarowego obszaru optymalnych rozwiązań silnika komutatorowego

Puternicki P., Rudnicki M.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

1999

|

Z. 201

65-78

PL

Opisano możliwości i strukturę systemu Projkryt projektowania silnika komutatorowego małej mocy z zaznaczeniem wprowadzonych uzupełnień w oprogramowaniu tego systemu w celu uzyskiwania pełnego zbioru wartości funkcji celu. Dokonano rozszerzenia analizy jaką daje system Projkryt. Wykorzystano pakiet Matlab do interpolacji funkcji celu wszystkich rozwiązań spełniających nałożone wymagania i ograniczenia. Przedstawiono wyniki optymalizacji dla kilku kryteriów w postaci przestrzennych obszarów charakteryzowanych najlepszym rozwiązaniem i optimami lokalnymi. Omówiono zgodność projektów ocenianych wg różnych kryterów. Stosując przyjęty porządek ważności kryteriów wybrano optymalny projekt.

EN

In the paper the idea of design package PROJKRYT is presented [1, 5, 6]. The implemented method aims at the optimal design of small commutator motors. Special attention is paid on main components of choosing the best design from the set of numerical results [3,7]. The best design is found by varying the magnetic circuit geometry and magnetic saturation of the circuit as well. The quality of magnetic circuit and windings design is checked against technological restrictions using a number of tolerance contraints. Only those designs satisfying all physical requirements are further analysed (Fig. 1,2). The software package Projkryt has been modified to get the whole collection of values of a given criterion. The Matlab package [4] was applied to obtain interpolated values of each criterion in three dimensions. To validate designed motors several criteria expressing different design priorities [5, 7] e.g. minimum cost, minimum volume, maximum torque per unit cost (Fe+Cu) were used. The relevant validation procedure is briefly described. A set of admissible solutions is analysed to find the best design and local optimum points as well [8] (Fig 3) The next step is to review all designs in order to discover potential solutions to the problem. By a potential solution we mean one which meets some extra requirements (e.g. a specified l/D ratio). Such a solution need not be the best one with respect to a given criterion. However, if the order of importance of criteria is fixed, then the solution to the problem is one which optimises the most important criterion. Usually, the above practical optimum is a compromise between best solutions which, in tum, are checked against contradictory criteria (Fig. 4, 5). The quality of final optimal design depends on a number of technological and physical factors: this problem is discussed in the paper. In conclusion, suggestion related to an optimal design verification using deterministic optimisation and/or field analysis are given

9

Praca silników komutatorowych małej mocy w stanach nieustalonych - możliwości wykorzystania tachoprądnic komutatorowych

Tertil Z., Dybowski P.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

1999

|

Nr 59

6-17

10

Komutatorowe silniki magnetoelektryczne do sprzętu powszechnego użytku

Dudzikowski I., Rozmarynowski Z.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

1998

|

nr 6

376-379

PL

Przedstawiono budowę silników magnetoelektrycznych komutatorowych przeznaczonych do sprzętu powszechnego użytku. Zamieszczono obliczone i zamierzone przebiegi czasowe parametrów wyjściowych i wyjściowych silników zasilanych z prostowników sterowanych. Porównano parametry opracowanych silników z parametrami silników szeregowych o takich samych mocach i prędkościach obrotowych.

EN

The authors describe the design features of newly developed moving - coil motors for household applicationes and quote the analytical and measured,time - depondent runs of the input and output parameters of motors energized from controlled rectifiers. A comparision is made between the parameters of the motors being developed and those of series motors of the same powers and speeds.

11

Warunki poprawnej komutacji w maszynach małej mocy prądu przemiennego

Wylężek E.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

1998

|

Nr 56

28-31

PL

W artykule przedstawiono wymagania jakościowe stawiane napędom na bazie maszyn małej mocy - silnikom uniwersalnym stosowanym w sprzęcie powszechnego użytku i elektronarzędziach. Sformułowano niezbędne warunki poprawnej komutacji dla spełnienia tych wymagań przez współpracujące elementy zestyku ślizgowego. Niniejszy artykuł ma charakter pomocniczy dla osób zajmujących się projektowaniem lub obsługą uniwersalnych silników komutatorowych.