Μοντελοποιηση Μαγνητικων Υλικων Για Βελτιστοποιηση Κατασκευης Και Λειτουργιας Ηλεκτρικων Μηχανων

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη βελτιωμένων μοντέλων θεώρησης των απωλειών των σιδηρομαγνητικών υλικών και μάλιστα μαγνητικών λαμαρίνων με χρήση αναλυτικών μεθόδων αλλά και αριθμητικών τεχνικών για την ακριβέστερη αναπαράσταση των απωλειών κενού φορτίου των μετασχηματιστών και των απωλειών πυρήνα των στρεφόμενων ηλεκτρικών μηχανών. Αναπτύχθηκε μετρητική διάταξη με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή και κάρτας λήψης δεδομένων για τη δυνατότητα συστηματικής μέτρησης βρόχων υστέρησης και απωλειών σιδήρου σε σιδηρομαγνητικές λαμαρίνες μέσω διάταξης Epstein με βάση τα διεθνή πρότυπα. Η διαδικασία επεκτάθηκε εφαρμόζοντας αντίστοιχες μεθοδολογίες στην διάταξη Epstein για τροφοδοσία από μετατροπέα ηλεκτρονικών ισχύος που χρησιμοποιεί τεχνικές διαμόρφωσης εύρους παλμών (PWM).Επιπλέον, προτάθηκε ένα νέο φαινομενολογικό μοντέλο για την αναπαράσταση της μαγνητικής υστέρησης βασισμένο στο μοντέλο των Jiles-Atherton. Το μοντέλο περιλαμβάνει δυνατότητα δυναμικής μεταβολής του βρόχου υστέρησης. Επίσης αναπτύχθηκε μοντέλο θεώρησης απωλειών δινορρευμάτων βασισμένο σε ισοδύναμο κύκλωμα παράλληλης τοπολογίας συγκεντρωμένων παραμέτρων (τροποποιημένο κατά Foster). Η ακρίβεια του μοντέλου επιβεβαιώνεται πειραματικά για μαγνητικές λαμαρίνες προσανατολισμένων και μη προσανατολισμένων κόκκων.Τέλος προτάθηκε ένα νέο τροποποιημένο δυναμικό μοντέλο ασύγχρονης ηλεκτρικής μηχανής βασισμένο στο κύκλωμα αναπαράστασης των απωλειών σιδήρου συγκεντρωμένων παραμέτρων. Το μοντέλο αυτό επιτρέπει σημαντική βελτίωση στην εκτίμηση των απωλειών σιδήρου σε περιπτώσεις τροφοδοσίας από αντιστροφέα που χρησιμοποιεί τεχνικές διαμόρφωσης εύρους παλμών.