VODENJE SINHRONSKEGA STROJA S TRAJNIMI MAGNETI Z UPOŠTEVANJEM TEMPERATURE ROTORJAUršič, Luka (Avtor) Nemec, Mitja (Mentor) Sinhronski stroji s trajnimi magnetiocena trenutne vrednosti vrtilnega momentalastnosti trajnih magnetovrazmagnetenjematematični model razmagnetilne krivuljedelovna točka trajnih magnetovmagnetno vezjeocena temperature trajnih magnetovV doktorski disertaciji je predstavljena celostna rešitev vodenja sinhronskega stroja s površinsko nameščenimi trajnimi magneti pri visokih temperaturah in v področju slabljenja polja. Rešitev je zastavljena kot dopolnitev osnovne regulacijske sheme FOC in ne predvideva dodatnih prilagoditev strojne opreme. Prav zaradi tega se smatra kot cenovno ugodna in relativno preprosta nadgradnja obstoječega sistema. Uvodoma se seznanimo s pregledom različnih področij, ki so del raziskave. Od načinov ocenjevanja trenutne vrednosti vrtilnega momenta, preko modeliranja razmagnetenja in ukrepov zaščite pogona sledi opredelitev problema, ki kaže na problematiko vodenja strojev pri povišanih temperaturah in področju slabljenja polja. Z opredelitvijo splošnih enačb sinhronskega stroja s trajnimi magneti in vodenja le-tega po teoriji orientacije polja, predvsem v področju slabljenja polja, se zaradi poenostavitve in zato bolj nazorne obravnave problema, raziskava nasloni na tip stroja z neizraženimi poli. Iskanje vzroka padcu zmogljivosti stroja pri povišani temperaturi in ustrezne ocene trenutne vrednosti vrtilnega momenta so začetne smernice pričujočega dela. Iz tega se tema razvije na področje lastnosti trajnih magnetov in možnosti njihovega razmagnetenja, kar skupaj z izpeljavo modela razmagnetenja predstavlja zajeten del raziskave. Daljše in osrednje poglavje predstavlja obravnavo problema razmagnetenja z metodo končnih elementov, s pomočjo katere je nato osnovana ustrezna magnetna struktura za izpeljavo magnetnega vezja. Rezultati iz metode končnih elementov služijo za preverjanje delovanja magnetnega vezja ter opredelitev njegovih omejitev. Magnetno vezje nato postane osnova za določitev statorskega razmagnetilnega magnetnega polja, ki vpliva na trajne magnete. Z modificiranim opazovalnikom magnetnega pretoka trajnih magnetov je določena njihova temperatura, preko tega pa tudi njihova trenutna delovna točka. Z modelom razmagnetenja je nato opisana razmagnetilna krivulja trajnih magnetov, nanjo pa postavljena ocenjena trenutna delovna točka. Iz tega sledi določitev oddaljenosti delovne točke od kolena krivulje in s tem ustrezna omejitev toka slabljenja polja, da bi delovno točko ohranili v reverzibilnem področju delovanja trajnih magnetov. Poglavje o rezultatih predstavlja delovanje sistema tako v simulacijskem kot tudi v praktičnem laboratorijskem modelu. Rezultati, ki so pridobljeni v dveh režimih, to je pri konstantnem slabljenju polja in naraščajoči temperaturi ter pri konstantni temperaturi in progresivnem slabljenju polja, kažejo na ustreznost ocene trenutne vrednosti vrtilnega momenta na gredi stroja in zaščite pred razmagnetenjem trajnih magnetov. Dodatno je z natančno oceno vrtilnega momenta omogočena tudi njegova kompenzacija v primeru padca lastnosti trajnih magnetov, zaradi naraščajoče temperature. Za nazornejšo ilustracijo premikanja delovne točke trajnih magnetov po B(H) karakteristikah so na koncu prikazani tudi 3D grafi v obeh delovnih režimih, kjer so zbrani rezultati simulacij in meritev. Na njih lahko opazujemo delovanje zaščite pred razmagnetenjem, kjer delovna točka ostaja v področju reverzibilnosti, in kako v primeru odsotnosti zaščite delovna točka trajnih magnetov zaide pod koleno B(H) krivulje v ireverzibilno področje razmagnetenja. Sklepno poglavje kratko povzame potek dela, opredelitev glavnih značilnosti in nakazuje na možnost nadaljnega razvoja predlaganega sistema, predvsem na področje sinhronskih strojev s trajnimi magneti in izraženimi poli.20212021-02-25 07:30:01Doktorsko delo/naloga124896sl