Návrh magnetického ložiska pro elektrický stroj
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Súčasný trend vývoja vysoko-otáčkových strojov otvára ďalšie oblasti bádania. Jednou z nich sú aj magnetické ložiská. Tradičný prístup uchytenia rotora sa stáva u týchto typov strojov prekážkou a limitujúcim parametrov vďaka vysokému treniu. Preto v aplikáciách s turbo pohonmi nachádzajú magnetické ložiská svoje uplatnenie. Rovnako aj vývoj elektroniky nastolil možnosti kvalitnejšieho a rýchlejšieho riadenia v zložitejších riadiacich štruktúrach. Najväčšou výhodou magnetických ložísk je ich chod bez mechanického trenia a takmer nulová údržba, avšak v porovnaní s tradičnými ložiskami zaberajú omnoho viac miesta a zvyšujú dĺžku hriadeľa. Za účelom eliminácie nárastu dĺžky hriadeľa sú čoraz častejšie konštruované systémy s integrovaným magnetickým zavesením rotora, čím sa dosiahne efektívne rozloženie jednotlivých častí v stroji. V tejto diplomovej práci je diskutovaný návrh magnetických ložísk pre motor k turbocirkulátoru 45000ot/min s výkonom 12kW. Dôraz pri vypracovaní tejto práce je kladený na praktický návrh magnetických ložísk a aj na voľbu parametrov. Analytický výpočet vyjadruje súvislosti medzi jednotlivými parametrami, avšak zanedbáva viacero parazitných vplyvov, takže samotný návrh je ďalej podrobený optimalizácii a numerickej analýze. K týmto analýzam je pridaná aj kontrola kritických otáčok. Výsledky prezentovanej práce budú následne využité na výrobu laboratórneho vzorku s porovnaním výsledkov.
The current development in the field of electric machinery is focusing on high-speed electric machines. This opens also other fields related to high-speed machines. One of them are magnetic bearing systems. Tradition approach of using ball bearing brings a few problems in design dealing with friction at high speeds. Together with magnetic bearings, development is their control. Faster chips opened a new way of thinking of control and helped to evolve robust control loops. The biggest advantage of magnetic bearing is non-friction run and almost no maintenance. Compare to traditional ball bearing, a magnetic bearing system needs more space and in some applications could happen that the shaft will be twice as long. This problem can be solved designing complex system with motor and integrated magnetic bearing what leads to downsizing. In this master thesis, the design of magnetic bearing for 12kw, 45000rpm is discussed. It focuses on practical design and correlations between parameter selection. The analytical approach is used to sketch the design and optimization is done afterwards. Problem with an analytical design is that it doesn't cover all parasitic phenomenae and thus numerical modelling snd optimization are demanded. Also, the critical speed analyze is included in this thesis. The results of the work will be used for manufacturing prototype as an extension to the existing high-speed machine.
The current development in the field of electric machinery is focusing on high-speed electric machines. This opens also other fields related to high-speed machines. One of them are magnetic bearing systems. Tradition approach of using ball bearing brings a few problems in design dealing with friction at high speeds. Together with magnetic bearings, development is their control. Faster chips opened a new way of thinking of control and helped to evolve robust control loops. The biggest advantage of magnetic bearing is non-friction run and almost no maintenance. Compare to traditional ball bearing, a magnetic bearing system needs more space and in some applications could happen that the shaft will be twice as long. This problem can be solved designing complex system with motor and integrated magnetic bearing what leads to downsizing. In this master thesis, the design of magnetic bearing for 12kw, 45000rpm is discussed. It focuses on practical design and correlations between parameter selection. The analytical approach is used to sketch the design and optimization is done afterwards. Problem with an analytical design is that it doesn't cover all parasitic phenomenae and thus numerical modelling snd optimization are demanded. Also, the critical speed analyze is included in this thesis. The results of the work will be used for manufacturing prototype as an extension to the existing high-speed machine.
Description
Citation
RÚRA, D. Návrh magnetického ložiska pro elektrický stroj [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Silnoproudá elektrotechnika a výkonová elektronika
Comittee
doc. Ing. Čestmír Ondrůšek, CSc. (předseda)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ivo Pazdera, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Valenta, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Voženílek, CSc. (člen)
Ing. Jan Bárta, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2019-06-05
Defence
Student seznámil komisy s obsahem své diplomové práce s názvem "Návrh magnetického ložiska pro elektrický stroj". Diplomant komisi představil cíle práce a následně přistoupil ke způsobu návrhu magnetického ložiska včetně prezentace četných simulací a výsledků z těchto provedených simulací. Student dále představil komisi vytvořené 3D modely. Závěrem student shrnul dosažené výsledky a předvedl praktickou ukázku vytvořeného programu.
Student odpověděl na všechny otázky oponenta.
V rámci diskuze byl student dotázán na uvedený tvar Maxwellových rovnic a jejich vysvětlení.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení