2. Struktura programu MotorSolve. Paweł Witczak, Instytut Mechatroniki i Systemów Informatycznych PŁ

Transkrypt

1 2. Struktura programu MotorSolve

2 Zakres zastosowań Program MotorSolve pozwala na projektowanie 3 rodzajów silników prądu przemiennego: synchronicznych wzbudzanych magnesami trwałymi lub elektromagnetycznie, asynchronicznych klatkowych lub pierścieniowych, synchronicznych reluktancyjnych. Geometria elementów konstrukcyjnych silnika jest określona przy pomocy tzw. szablonów (ang. templates), dla których pełnego określenia potrzeba podania kilkudziesięciu liczb. Wirnik może być wewnętrzny lub zewnętrzny.

3 Przykłady szablonów wirnika silnik wzbudzany magnesami trwałymi

4 Przykłady szablonów stojana silnik wzbudzany magnesami trwałymi Wstępny projekt

5 Struktura obiektowa programu część projektowa Segmenty danych liczbowych Operacje logiczne na konstrukcji

6 Określenie geometrii silnika General settings l c = l w Q s 2m 1 = liczba całkowita l c - liczba cewek w uzwojeniu fazowym silnika, l w liczba warstw uzwojenia, Q s liczba żłobków, m 1 liczba uzwojeń fazowych

7 Typ uzwojenia Uzwojenie jednowarstwowe wsp. uzwojenia z s = 1 Uzwojenie dwuwarstwowe skupione wsp. uzwojenia z s = 1 Uzwojenie dwuwarstwowe rozłożone wsp. uzwojenia z s = Program umożliwia automatyczne projektowanie innych typów uzwojeń np. koncentryczne oraz alternatywnie pozwala na wprowadzenie dowolnej konfiguracji cewek uzwojeń fazowych.

8 Siła elektromotoryczna stan jałowy, SEM przewodowa Wykresy normalizowane dla jednowymiarowego pola indukcji w szczelinie

9 Wymiary geometryczne wirnik

10 Wymiary geometryczne stojan

11 Uzwojenia stojana

12 Wybór rodzaju zasilania silnik wzbudzany magnesami trwałymi Możliwy jest wybór następujących opcji: 1. Zasilanie z idealnego źródła o sinusoidalnym prądzie, 2. Zasilanie z przekształtnika dla natężenia prądu zbliżonego do sinusoidy a. modulacja szerokości impulsu metodą Space Vector, b. modulacja szerokości impulsu metodą histerezy prądowej. 3. Zasilanie z przekształtnika dla przebiegu prądu zbliżonego do prostokąta. 2a 2b 3 Przebiegi dalekie od optymalnych!

13 Biblioteka materiałów

14 Wstępna optymalizacja kształtu

15 Podstawowe narzędzie obliczeniowe rozwiązanie pola 2D dla potencjału wektorowego Izolinie potencjału wektorowego na tle mapy modułu wektora indukcji magnetycznej

16 Możliwości obliczeniowe przykład techniki kroków czasowych??

17 Możliwości obliczeniowe przykład techniki wartości uśrednionych w czasie Co oznacza kąt wyprzedzenia (advance angle) i jak dobrać jego wartość?

18 Obliczenia cieplne Kształtowanie praktycznie dowolnego zmiennego w czasie profilu obciążenia

19 Obliczenia cieplne przykładowe wyniki Przestrzenny rozkład temperatury elementów konstrukcji silnika w wybranej chwili czasowej Czasowa zmienność średniej temperatury wybranych elementów konstrukcji silnika

20 Podsumowanie 1. Program projektujący MotorSolve pozwala użytkownikowi na znaczną samodzielność przy w wyborze topologii silnika oraz jego otoczenia parametry zasilania i obciążenia. 2. Różnorodność metod obliczeniowych - połączenie metod obwodowych i polowych, oraz duży wybór wyznaczanych parametrów eksploatacyjnych umożliwia stosunkowo szybkie określenie przybliżonej geometrii maszyny spełniającej założenia projektowe. Dokładne analizy wymagające znacznego nakładu obliczeniowego mogą być prowadzone tylko dla wyselekcjonowanych wstępnie konfiguracji silnika. 3. Program nie jest strukturą zamkniętą - pozwala użytkownikowi na dalsze przetwarzanie opracowanej konstrukcji zarówno w dowolnych systemach CAD (eksport geometrii) jak i w środowisku obliczeniowym Infolytica. 4. Pełne wykorzystanie wszystkich opcji programu Motor Solve wymaga od użytkownika znacznej wiedzy, zarówno z obszaru elektrotechniki i teorii maszyn elektrycznych jak i numerycznych metod analizy pól fizycznych.