Proszkowe obwody magnetyczne w uniwersalnych napędach elektrycznych.
 
logo
 
Nazwa jednostki wykonującej projekt:

Instytut Tele- i Radiotechniczny
Kierownik projektu
doc. dr hab. inż. Barbara Ślusarek


Projekt rozwojowy Nr N R15 0058 06/2009 dofinansowany przez 
Ministerstwo Nauki i szkolnictwa Wyższego


Cel projektu :
Głównym celem projektu jest opracowanie proszkowych obwodów magnetycznych do uniwersalnych napędów elektrycznych małej mocy o regulowanej w szerokim zakresie prędkości obrotowej, niskich kosztach wytwarzania i eksploatacji. W ramach projektu opracowane zostaną także silniki elektryczne o proszkowych obwodach magnetycznych wraz z energoelektronicznym układem sterowania i zasilania elektrycznego układu napędowego.

                                                        Przedmiot projektu :

Rozwój nowych generacji materiałów magnetycznych związany jest z doskonaleniem istniejących i opracowywaniem nowych materiałów. Opracowywane są też metody przemysłowego ich otrzymywania oraz technologie wytwarzania całych podzespołów i elementów magnetycznych, co umożliwia zmianę technologii produkcji urządzeń wykorzystujących materiały magnetyczne.
Ośrodki produkujące silniki elektryczne zgłaszają zapotrzebowanie na uniwersalne napędy elektryczne małej mocy o regulowanej prędkości obrotowej. Zalety proszkowych materiałów magnetycznych wskazują, że mogą one znaleźć zastosowanie do wytwarzania obwodów magnetycznych w tego typu napędach. W związku z tym w ramach projektu przewiduje się opracowanie i wykonanie modeli uniwersalnych napędów elektrycznych z silnikami o proszkowych obwodach magnetycznych.

W ramach prowadzonych prac wykonane zostaną modele silników wraz z układem zasilającym i sterującym. Przewiduje się skonstruowanie i przebadanie dwóch podstawowych typów nowoczesnych układów napędowych:
  •  z silnikami bezszczotkowymi prądu stałego (o magnesach trwałych – Brush-Less DC Motor BLDCM),
  •  z silnikami reluktancyjnymi przełączalnymi (Switched Reluctance Motor SRM)
Oba te napędy, stanowią nowoczesne rozwiązanie uniwersalnego napędu elektrycznego. Szczególnie istotne jest tu pogodzenie możliwości osiągania wysokich prędkości obrotowych przy możliwie prostym i tanim, a więc bezczujnikowym układzie sterowania.


Zadania do wykonania w ramach projektu:
  •  Opracowanie technologii wytwarzania proszkowych materiałów magnetycznych przeznaczonych na obwody magnetyczne silników elektrycznych do uniwersalnego napędu elektrycznego; opracowanie technologii kształtowania właściwości fizycznych elementów wykonanych z magnetycznie miękkich i twardych proszków; badanie właściwości fizycznych materiałów magnetycznie miękkich i twardych, opracowanie technologii wytwarzania elementów hybrydowych i badania właściwości fizycznych elementów hybrydowych
  • Opracowanie technologii wytwarzania obwodów magnetycznych przeznaczonych do bezszczotkowego silnika prądu stałego i silnika reluktancyjnego przełączalnego
  • Opracowanie polowego modelu sprzężonych zjawisk elektromagnetycznych, cieplnych i mechanicznych w maszynie elektrycznej o proszkowym obwodzie magnetycznym z uwzględnieniem energoelektronicznego układu zasilania i sterowania
  • Opracowanie algorytmu polowej analizy zjawisk sprzężonych w maszynie elektrycznej o proszkowym obwodzie magnetycznym z wykorzystaniem innowacyjnego ujęcia krawędziowego metody elementów skończonych; opracowanie algorytmu projektowania silników reluktancyjnych przełączalnych; opracowanie algorytmu projektowania silników magnetoelektrycznych o komutacji elektronicznej
  • Opracowanie nowych struktur silników o proszkowych obwodach magnetycznych; opracowanie oryginalnego oprogramowania do polowej analizy stanów prac i projektowania silników elektrycznych bezszczotkowych oraz reluktancyjnych o proszkowych obwodach magnetycznych; analiza wpływu właściwości magnetycznych oraz elektrycznh materiałów proszkowych na właściwości funkcjonalne silników; wykonanie obliczeń projektowych modelowych silników bezszczotkowch i reluktancyjnych o proszkowych obwodach magnetycznych
  • Opracowanie koncepcji, projektu oraz struktury przekształtników i układów mikroprocesorowego sterowania silnikiem bezszczotkowym prądu stałego i przełączalnym silnikiem reluktancyjnym; koncepcja i wykonanie stanowiska laboratoryjnego do badania silnika bezszczotkowego prądu stałego i silnika przełączalnego reluktancyjnego
  • Wykonanie modeli uniwersalnego napędu elektrycznego z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego i reluktancyjnym przełączalnym
  • Badania uniwersalnych napędów elektrycznych z silnikiem bezszczotkowym prądu stałego i reluktancyjnym przełączalnym.
  • Analiza wpływu rodzaju proszkowego obwodu magnetycznego na parametry eksploatacyjne uniwersalnych napędów elektrycznych
  • Optymalizacja technologii wytwarzania obwodów magnetycznych, udoskonalenia algorytmów analizy zjawisk i projektowania, oraz udoskonalenie opracowanego oprogramowania oraz optymalizacja układów zasilania i sterowania
  • Opracowanie dokumentacji wykonanych modelowych proszkowych obwodów magnetycznych, silników elektrycznych bezszczotkowych
    i reluktancyjnych przełączalnych oraz układów sterowania i zasilania