Optimalizace aktivních částí asynchronního motoru 4p 200kW

Abstract

Cílem této diplomové práce je poskytnutí prvotního podkladu konstrukčnímu oddělení výrobce elektromotorů pro návrh nového asynchronního motoru 4p 200kW, který bude splňovat účinnostní třídu IE4 dle IEC 60034-30 při co nejmenších materiálových a výrobních nákladech. V úvodní kapitole je uveden trend neustálého zvyšování poţadavků na účinnost elektrických zařízení. Druhá kapitola popisuje základní konstrukční uspořádání asynchronního motoru a princip funkce. Ve třetí kapitole je rozebrána teorie vzniku ztrát v motoru. Čtvrtá kapitola je věnována poţadavkům na účinnost elektrických motorů z pohledu legislativy. Pátá kapitola se věnuje základnímu popisu metody konečných prvků a popisuje program ANSYS Maxwell. V šesté kapitole je základní popis optimalizovaného motoru. Sedmá kapitola je věnována tvorbě základního numerického modelu a jeho naladění. Dále jsou provedeny základní elektromagnetické simulace metodou konečných prvků. Osmá kapitola se zabývá optimalizací asynchronního motoru 4p 200 kW pro splnění účinnostní třídy IE4. V závěru jsou představeny finální modely, které splňují účinnostní třídu IE4.

The aim of this diploma thesis is to provide the basis for the design department of the electric motor manufacturer for the design of a new asynchronous motor 4p 200kW which will meet the performance criteria for class IE4 according to IEC 60034-30 with the minimal material and production costs. The introduction mentions the tendency of continuous efficiency requirements increase in electrical equipment. The second chapter describes the basic design of the asynchronous motor and the principle of function. The third chapter focuses on the theory of loss emergence in the motor. The fourth chapter is devoted to the requirements on the effectiveness of electric motors from the point of view of the legislation. The fifth chapter is devoted to the basic description of the finite element method and describes ANSYS Maxwell software. In the sixth chapter, the basic description of an optimized engine can be found. The seventh chapter deals with the creation of the basic numerical model and its tuning. Then basic electromagnetic simulations are carried out using the finite element method. Eighth chapter deals with the optimization of asynchronous motor 4p 200 kW to meet the performance criteria for class IE4. In the conclusion, the final models that meet the performance criteria for class IE4 are presented.