Modelování parametrů a chování asynchronního elektromotoru pomocí metody konečných prvků

Pavel Pečínka

Doctoral thesis

Modelling of parameters and behaviour of induction motor using finite element method

Anotácia:

Disertační práce se zabývá aplikaci MKP na design a chování asynchronních elektromotorů s kotvou nakrátko. Asynchronní motor s kotvou nakrátko je nejvíce rozšířený točivý elektrický stroj. Obsah předložené práce se zabývá jeho správným konstrukčním návrhem z pohledu elektrického. V úvodu jsou shrnuty základní poznatky fyziky a matematiky nutné pro pochopení principů jakými jsou dále prováděny simulace. Pro vlastní řešení je využito komerčních softwarových produktů ANSYS Maxwell a COMSOL Multiphysics. Práce je nejprve zaměřená na vytvoření modelů nutných pro simulace, a poté jsou modely upravovány a řešeny s ohledem na kladené požadavky, přičemž pro řešení je využito simulací využívajících MKP. Předposlední kapitola je zaměřena na poruchové stavy, kdy je zde naznačeno, jak se motory budou chovat při poruchových stavech. Modely jsou až na předposlední kapitolu konfrontovány s měřením na reálných motorech. V posední kapitole jsou simulované motory srovnány s reálným měřením.

Abstract:

The Ph.D. Thesis deal on the application of FEM to the design and behavior of induction motor with squirrel rotor cage. The induction motor is the most common rotary electric machine. The content of the presented work deals with its correct design from an electrical point of view. The introduction summarizes the basic knowledge of physics and mathematics necessary to understand the principles by which simulations are performed. The use of commercial software products ANSYS Maxwell and COMSOL Multiphysics is used for the solution itself. The work is firstly focused on creating models necessary for simulation and then the models are modified and solved with respect to the requirements, whereas the simulations using FEM are used. The penultimate chapter is focused on fault conditions, where it is indicated how the motors will behave in fault states. Up to the penultimate chapter, the models are confronted with measurements on real motors. In the last chapter, the simulated motors are again compared with real measurements.

Kľúčové slová

Asynchronní elektromotor s kotvou nakrátko, ANSYS Maxwell, COMSOL Multiphycs model, simulace, MKP, rotor, drážka, momentová charakteristika.

Keywords

Induction motor with squirrel rotor cage, ANSYS Maxwell, COMSOL Multiphycs model, simulation, FEM, rotor, slot, torque characteristic.

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 1. 11. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 15. 12. 2021
• Vedúci: Stanislav Kocman
• Oponent: Jaroslav Novák, Bohumil Skala, Vítězslav Stýskala

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doctoral programme / odbor:
Elektrotechnika / Elektrické stroje, přístroje a pohony