| Abstract: | Več kot 30 milijonov električnih strojev se proda vsako leto samo za potrebe različnih industrij, še več se jih porabi v elektromobilnosti in za proizvodnju električne energije. Zaradi širokega področja uporabe je pomembno, da imajo električni motorji veliko stopnjo efikasnosti. Delovanje električnih strojev je najbolj odvisno od navitij, ki jih polagamo v utore statorja in rotorja. V proizvodnji se v ta namen uporabljajo posebno narejene sheme, ki prikazujejo položaj posamezne tuljave v utorih. Nekaj programov za vizualizacijo navitij sicer obstaja, ampak se večinoma uporabljajo v akademske namene, saj nimajo točno definiranih vseh detajlov.
Ta magistrska naloga je nastala v skupnem projektu »Automatisiertes Zeichnen der Wicklungen der elektrischen Maschinen« med Fakulteto za elektrotehniko, računalništvo in informatiko in Avstrijsko industrijsko firmo Elin Motoren GmbH. Podjetje se ukvarja z načrtovanjem in izdelavo različnih motorjev in generatorjev:
visoko in nizko napetostni elektromotorji moči med 37 in 35000 kW,
asinhronskih generatorjev moči med 500 in 10000 kW,
sinhronskih generatorjev moči med 5000 in 6000 kVA
in tudi z vzdrževanjem električnih strojev skozi celotno življenjsko dobo.
Namen projekta je razvoj programske opreme, katera bo s pomočjo vhodnih paramterov navitja (število utorov, število polovih parov, ...) naredila izračun in vizualizacijo navitja. Vsaka shema mora prikazovati tudi vhode in izhode iz navitja ter povezave med njimi. Sheme morajo prikazovati tudi kje so povezave narejene, v enem primeru je lahko zahtevano, da so izhodne povezave narejene kot del navitja, v drugem pa morajo biti v priključni škatli. Torej mora biti v programski opremi omogočena poljubna izbira položaja paralelnih vej in poljubno število kablov, ki se nahajajo v priključni škatli.
Navitja elektromotorjev lahko razdelimo v dve skupini in sicer pasovna in koncentrirana navitja. Pasovna navitja lahko še naprej razdelimo na zankasta in valovita. V tej magistrski nalogi bodo predstavljena dvoplastna navitja. Magistrska naloga je osnovana na poteku projekta, ki je sestavljen iz treh delov:
MS 1: Statorska zankasta navitja,
MS 2: rotorska valovita navitja
MS 3: koncentrirana navitja za motorje s permanentnimi magneti.
Tema prvega dela projekta (MS 1) je bila vizualizacija dvoplastnih zankastih navitij. V zankastiih navitjih so vodniki v posameznem utoru pobezani, tako da se njihove inducirane napetosti lahko seštejejo. Vsaka tuljava je narejena iz več ovojev. Vsaka stran tuljave pripada drugem polu. Funkcija za analitičen del izračuna parametrov potrebnih za vizualizacijo je bila že narejena. Na podlagi analitičnega izračuna je narejena tudi vizualizacija tako, da je vsak del sheme narisan s posamezno funkcijo. Sheme so narejene z vektorskim izračunom. Prvi del sheme je statičen in ga določimo s pomočjo vhodnih podatkov kot so število utorov, število polov in koraka navitja. Statičen del sheme zajema utore, prikaz glav navitja in vhodov in izhodov v glave navitja. Drugi del sheme je aktiven. To pomeni, da lahko uporabnik definira kako želi povezati izhode. Poljubno lahko izbere število paralelnih vej in katere glave navitja bodo povezane v serijo znotraj ene paralelne veje. Uporabnik lahko tudi poljubno definira Y ali D vezavo in koliko kablov bo v priključni škatli. Če želimo, da se stroj vrti v smeri urinega kazalca, potem je zaporedje faz definirano kot: [U, -W, V, -U, W, -V], v nasprotnem primeru pa zamenjamo fazi V in W. Prikaz smeri vrtenja je definiran s pomočjo dveh parametrov: ali bodo povezave narejene s strani na kateri bo breme, ali na strani brez bremena in ali želimo da se stroj vrti v smeri urinega kazalca ali v nasprotno smer.
Cilj drugega dela (MS 2) je vizualizacija rotorskega valovitega navitja. Pomembna razlika med zankastim in valovitim navitjem je ta, da je valovito navitje serijsko navitje in ima dva koraka. Valovito navitje ima torej samo en vhod in izhod za posamezno fazo in ko definiramo za |
|---|
