Σχεδίαση Και Μελέτη Κινητήρα Μεταβλητής Μαγνητικής Αντίστασης Για Εφαρμογή Ηλεκτροκίνησης

Abstract

Η παρούσα εργασία έχει ως αντικείμενο τη σχεδίαση ηλεκτρικού κινητήρα για εφαρμογή σε ηλεκτροκίνητο όχημα. Τα κύρια χαρακτηριστικά του ζητούμενου κινητήριου συστήματος είναι η υψηλή ταχύτητα περιστροφής (8000 rpm), η μεγάλη απόδοση σε όλο το εύρος λειτουργίας και η υψηλή πυκνότητα ισχύος.Το πρώτο στάδιο της μελέτης αυτής ήταν η βιβλιογραφική διερεύνηση των ηλεκτρικών κινητήριων συστημάτων σε πρωτότυπα οχήματα αλλά και σε οχήματα παραγωγής. Μετά από μία παρουσίαση της λειτουργίας των ηλεκτροκίνητων οχημάτων έπεται η ανάλυση του κινητήρα ως κύριου αντικείμενου μελέτης αυτής της εργασίαςΑκολουθεί μελέτη της λειτουργίας και των ιδιαιτεροτήτων των κινητήρων μεταβλητής μαγνητικής αντίστασης. Αρχικά γίνεται προκαταρκτική σχεδίαση με αναλυτικές μεθόδους για τη βασική διαστασιολόγηση του συστήματος. Από τη διαδικασία αυτή επιλέγονται και προκύπτουν βασικές παράμετροι σχεδίασης όπως η τοπολογία, οι διαστάσεις διακένου και άλλα βασικά χαρακτηριστικά. Στη συνέχεια περιγράφονται τα εργαλεία και οι μέθοδοι που θα χρησιμοποιηθούν για την πεδιακή ανάλυση της μηχανής. Πριν το επόμενο στάδιο, που είναι παραμετροποιημένη σχεδίαση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων με σκοπό τη βελτιστοποίηση της αποδιδόμενης ροπής αλλά και της τελικής απόδοσης της μηχανής, εξετάζεται η πιστότητα του μοντέλου της μηχανής που βασίζεται στο πρόγραμμα των πεπερασμένων στοιχείων και γίνεται διερεύνηση του βέλτιστου τρόπου σχεδίασης με σκοπό την ελαχιστοποίηση του υπολογιστικού χρόνου που απαιτείται για τη βελτιστοποίηση. Έπειτα επεξηγείται κάθε βήμα της διαδικασίας και παρουσιάζονται και εκτιμώνται τα αποτελέσματα έτσι ώστε να προκύψουν οι τελικές προδιαγραφές του συστήματος. Τέλος ακολουθεί προσομοίωση της λειτουργίας του συστήματος σε Η\Υ με χρήση του λογισμικού Simulink.