Rozprawa doktorska dotyczy problematyki modelowania generatorów tarczowych wzbudzanych magnesami trwałymi. Postawiona w pracy teza została udowodniona poprzez opracowanie i przygotowanie trzech typów modeli: analitycznego, polowego i fizycznego.
Metodyka modelowania matematycznego polegała na przygotowaniu modelu tzw. obwodowego, dla którego głównym elementem było zaproponowanie analitycznych formuł w celu wyznaczenia rozkładu pola w obwodzie magnetycznym 3-fazowego generatora z osiowym strumieniem magnesów trwałych. Dzięki temu było możliwe sformułowanie analitycznego zapisu zależności umożliwiających wyznaczenie indukcyjności oraz strumieni skojarzonych uzwojeń. Pozwoliło to w dalszej kolejności na ogólny zapis równań obwodowych modeli matematycznych generatorów o różnych rozwiązaniach konstrukcyjnych.
Szczególna uwaga została zwrócona na takie przetworzenie równań modelu matematycznego, aby możliwe było jakościowe określenie własności generatorów w stanach ustalonych już na podstawie równań, nawet bez konieczności ich ilościowego rozwiązywania. Zastosowano w tym celu teorię równań różniczkowych o okresowo zmiennych współczynnikach, dającą możliwości określenia widm Fouriera prądów uzwojeń i momentu elektromagnetycznego w ustalonym stanie pracy.
Na podstawie szczegółowego opisu matematycznego utworzono modele uproszczone, których użyteczność jest bardzo istotna z punktu widzenia eksploatacyjnego. Wyniki analiz analitycznych zweryfikowano przez obliczenia numeryczne FEM – 3D oraz badania laboratoryjne dla przygotowanych prototypów generatorów.
The doctoral thesis concerns the modelling of disc generators excited by permanent magnets. The thesis put forward in the paper has been proven by developing and preparing three types of models: mathematical, field and physical laboratory stand.
The problem of mathematical modelling was implemented by developing circuit model for which the main goal was to propose the analytical formulas in order to determine the field distribution in the magnetic circuit, for a 3-phase generator with an axial flux of permanent magnets. As a result, an analytical notation of the relationship was formulated in order to determine the inductances and fluxes linked with the windings. This allowed for a general notation of mathematical model equations for different generator constructions. Particular attention was paid to such processing of the mathematical model equations, to make it possible to qualitatively determine the properties of generators in steady-states, basing on the equations, without the need to solve them quantitatively. For this purpose, the theory of differential equations with periodically varying coefficients was used, giving the possibility to determine the Fourier spectra of winding currents and electromagnetic torque in a steady-state. Basing on a detailed mathematical description, simplified models were created, the usefulness of which is very important from the operational point of view. The results of analytical analysis were verified by numerical FEM-3D calculations and laboratory tests for the created machine prototypes.
Klasyfikacja PKT
430000 Elektrotechnika
431900 Maszyny elektryczne
233236 Analiza harmoniczna. Analiza Fourriera
Wydział
Wydział Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej
Status pracy dyplomowej
po obronie
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
