Návrh indukčního trakčního motoru 15 kW s vnějším rotorem v SW prostředí ANSYS Electronics ver. 17.0

Abstract

Práce je zaměřena na možnost analýzy asynchronních motorů s vnějším rotorem v trakční aplikaci. Návrh stroje zadaného typového výkonu je proveden v SW prostředí ANSYS Elektronics, který je v rámci studentské free licence přístupný studentům a akademickým pracovníkům ČVUT. Stručný popis vývojového prostředí programu je uvedeno v úvodní kapitole. V dalších kapitolách je popsán návrh stroje pomocí návrhového modulu RMxprt, ten však pro asynchronní motor s vnějším rotorem nevytvoří soubor dat analytického výpočtu (Solution Data) s parametry stroje. Tyto výpočty jsem tedy provedl dle [3]. Modul RMxprt umožňuje vytvoření 2D i 3D modelů pro simulace metodou konečných prvků (MKP) v programu Maxwell 3D, atypické konstrukce jako je IM s vnějším rotorem však nezahrnuje. Proto jsem dále vytvořil 3D model pomocí tzv. uživatelsky definovaných primitiv (UDP) modulem Draw v programu Maxwell 3D. Vzhledem k nárokům na výpočetní výkon a paměťový prostor se moje HW vybavení ukázalo, jako nedostatečné pro 3D simulace. Proto jsem ve většině řešených úloh využil možnost konverze 3D na 2D. Získaná data jsou uvedena v grafické a tabelární formě v kapitolách 2.2, 4.5, 4.5.5 a 4.6. V závěru práce jsou zhodnocené výsledky získané ze simulací.

The thesis is focused on the possibility of analysis of asynchronous motors with external rotor in traction application. The design of the machine of specified type performance is done in the SW environment ANSYS Elektronics, which is accessible to students and academic staff of ČVUT within the student free license. A brief description of the program development environment is provided in the introductory chapter. In the following chapters is described the machine design using the design module RMxprt, but it does not produce data file of analytic computation (Solution Data) with machine parameters for inductance motors with external rotor. These calculations are therefore performed per [3]. The RMxprt module allows creation of 2D and 3D models for simulations using Finite Element (FEM) in Maxwell 3D, but it does not include atypical constructions such as IM with the external rotor. That's why I've also created a 3D model using the so-called User Defined Primitive (UDP) module Draw in Maxwell 3D. Due to the demands on computing power and memory space, my HW equipment has proven to be inadequate for 3D simulations. That's why I've used 3D conversion to 2D in the most of my work. The obtained data are presented graphically and tabularly in chapters 2.2, 4.5 and 4.6. At the end of the thesis are evaluated results obtained from simulations.