Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: strumienie magnetyczne

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Zastosowania metod polowych w obliczeniach i projektowaniu wybranych konstrukcji maszyn elektrycznych

Staszewski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

1999

z. 109

3-96

Praca Jest podsumowaniem wieloletniego dorobku autora. Prezentuje także wyniki jego bieżących prac na temat zastosowań numerycznych metod analizy polowej w obliczeniach i projektowaniu maszyn elektrycznych. Zakres pracy obejmuje oryginalne zastosowania metod polowych do obliczeń strumieni magnetycznych i współczynników rozproszenia biegunów głównych maszyn prądu stałego, do doskonalenia konstrukcji wybranych przetworników elektromechanicznych z punktu widzenia uzyskania lepszych parametrów lub własności eksploatacyjnych oraz do analizy i syntezy obwodu magnetycznego niekonwencjonalnej maszyny elektrycznej na przykładzie silnika liniowego tubowego prądu stałego. Celem pracy jest: a) opracowanie polowych modeli lub koncepcji komputerowo wspomaganych numerycznych obliczeń i projektowania (CAD) wybranych, konwencjonalnych i niekonwencjonalnych przetworników elektromechanicznych, b) wykazanie przydatności metod numerycznej analizy polowej do przedstawionych zagadnień oraz c) wskazanie konstruktorom przykładów narzędzi obliczeniowo-projektowych w postaci pakietów programów. Obiektami badań są maszyny o rzeczywistej, nie uproszczonej strukturze geometrycznej i materiałowej wyprodukowane w przemyśle lub wykonane w Instytucie Maszyn Elektrycznych Politechniki Warszawskiej. Zastosowane modele i algorytmy obliczeń polowych sprowadzają się do zagadnień magnetostatycznych, nieliniowych, dwuwymiarowych, co jest wystarczające z punktu widzenia fizycznego charakteru rozpatrywaych zjawisk i realizacji postawionych celów. Stosowana w obliczeniach metoda elementów skończonych (MES) została potraktowana jako znany, zweryfikowany wielokrotnie instrument obliczeniowy. Główny nacisk położono na analizę zjawisk fizycznych, własności i charakterystyk eksploatacyjnych maszyn elektrycznych oraz opracowanie polowych modeli ich obliczeń i projektowania. Sformułowano również praktyczne dla konstruktora wnioski i zalecenia. Rozdział 2 zawiera przegląd literatury światowej w omawianej dziedzinie. Określono funkcje metod polowych w procesie obliczeń i projektowania maszyn elektrycznych. W rozdziale 3 przedstawiono polowy model obliczeń parametrów rozproszenia biegunów głównych w maszynie prądu stałego. Podano zależności strumienia magnetycznego i współczynnika rozproszenia biegunów głównych od prądu wzbudzenia i prądu obciążenia maszyny. Porównano wartości tych parametrów z wartościami obliczonymi wg zależności konwencjonalnych opartych na teorii obwodowej maszyn. W rozdziale 4 zaprezentowano polową metodę obliczeń charakterystyk eksploatacyjnych maszyny prądu stałego oraz polowy model kształtowania charakterystyki obciążenia tej maszyny przez modyfikacje konstrukcji. Zbadano wpływ stopnia namagnesowania obwodu magnetycznego, własności materiałów magnetycznych oraz geometrii strefy biegunowej na kształt charakterystyki mechanicznej silnika. Wskazano modyfikacje konstrukcji zapewniające stabilność charakterystyki mechanicznej w pełnym zakresie obciążenia silnika. Rozdział 5 jest poświęcony polowej analizie zjawisk w niekonwencjonalnym, otwartym obwodzie magnetycznym separatora elektrodynamicznego. Przedstawiono 3 modele obliczeń efektywnej głębokości żłobka wzbudnika separatora. Wskazano najbardziej użyteczny model obliczeniowy i określono efektywną głębokość żłobków. Rozdział 6 dotyczy zagadnień analizy i syntezy pola magnetycznego w silniku liniowym tubowym prądu stałego. Poddano analizie rozkład pola magnetycznego i obliczono charakterystykę siły rozruchowej prototypu silnika w zależności od położenia twornika. Następnie sformułowano zadania syntezy dla tego silnika z punktu widzenia uzyskania stałej siły rozruchowej, niezależnie od pozycji twornika. W rezultacie zaproponowano różne warianty konstrukcyjne silników - o jednym i dwóch kierunkach ruchu. Wskazano szczególnie zalecane, proste rozwiązania konstrukcyjne silników dla różnych rodzajów serwonapędów. Rozdział 7 zawiera podsumowanie wyników badań oraz wnioski i uwagi końcowe.

This work sums up the author's attainment of many years and presents the results of his current research into the application of numerical methods of field analysis in the calculation and designing of electrical machines. The scope of this work outlines original applications of field methods for the calculation of a couple of magnetic flux and the dissipation coefficients of the main poles of DC machines, the improvernent in construction of the chosen electron echanical converters from the point of view of obtaining better parameters or better exploitation properties as well as the analysis and synthesis of the magnetic circuit of the nonconventional electrical machine on the example of DC tubular linear motor. The aims of the work are: a) the elaboration of the field models as well as the concepts of Computer Aided Numerical Calculation and Design (CANCD) of the chosen conventional and nonconventional electromechanical converters, b) showing the uscfulness of the numerical field analysis for the solution of the above mentioned problems and c) indicating sample calculation and design tools in the form of computer program packs to the constructor. The research subjects are the machines with a real, non-simplified geometrical and material structure, manufactured in industry or in the Institute of Electrical Machines at the Warsaw University of Technology. Applied models and fieid calculation algorithms can be brought to the magnetostatic, nonlinear 2D problems, which is sufficient from the point of view of the physical character of the analysed phenomena and the realisation of imposed aims. The Finite Element Method (FEM) applied in the calculations is treated as a well known calculation instrument which has been verified many times. The essence of the work is the analysis of the physical phenomena, the properties and operation characteristics of the electrical machines that have a complex geometrical and material structure as well as the elaboration of the field models of calculation and design for these machines. In the work attention is also paid to formulate practical conclusions and recomendations for designers. Chapter 2 contains a review of the literature that concerns the discussed domain. The functions of field methods in the process of calculation and design of electrical machines are defined. In Chapter 3 the field method for dissipation parameters of main poles of DC machine calculation is presented. The dependence of the magnetic flux and the dissipation coefficient of the main poles on field current and on load current are given. The values of these parameters are compared with the values that are calculated according to the conventional circuit theory formulae. In Chapter 4 field calculations of the operation characteristics of DC machine and the field model of its load characteristic shaping by construction modifications are presented. The influence of the magnetization level, the properties of the magnetic materials and the geometry of the pole zone on the mechanical characteristic shape of machine is examined. Modifications that lead to stability of the mechanical characteristic in the full range of machine load are pointed out. Chapter 5 is devoted to the field analysis of phenomena in the nonconventional, open magnetic circuit of an electrodynamic separator. Three models of calculation of the effective depth of a separator inductor slot are presented. The most useful calculation model is pointed out and effective slot depth is determined. Chapter 6 concerns the analysis and synthesis of the magnetic field in a tubular linear DC motor. An analysis of the magnetic field distribution and starting force calculations for the motor prototype in respect of the armature position is made. Next, the task of synthesis for this motor magnetic circuit, from the point of view of obtaining a constant starting force, independent of the armature position, is formulated. As a result different constructions for one and both movement directions are proposed. Simple constructional solutions for different kinds of servomotor drives are indicated. Chapter 7 contains a summary of research results and the final remarks.