1. Home page
  2. Search

Modelling magnetic materials for optimization of construction and operation of electric machines

This item is provided by the institution :
National Documentation Centre (EKT)   

Repository :
National Archive of PhD Theses  | ΕΚΤ NA.Ph.D.   

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*



Μοντελοποίηση μαγνητικών υλικών για βελτιστοποίηση κατασκευής και λειτουργίας ηλεκτρικών μηχανών
Modelling magnetic materials for optimization of construction and operation of electric machines
Rovolis, Panayiotis
Ροβολής, Παναγιώτης
PhD Thesis
2010
The subject of the present thesis is the development of improved models accounting for magnetic core losses by using both analytical methods and numerical techniques enabling to represent and estimate with increased accuracy, no load losses of transformers and core losses of rotational electrical machines. Measurements have been carried out by developing a particular measuring device implemented in a computer with a convenient data acquisition card in order to enable systematic measuring of magnetic hysteresis loops and core losses of ferromagnetic laminations through Epstein device according to the international standards. This procedure has been extended by applying respective methodologies for Epstein device measurements, in cases of supply from power electronic converter using pulse width modulation techniques (PWM). An improved modified phenomenological model is proposed for magnetic hysteresis loop representation based on Jiles-Atherton model. This modified enables dynamic changes with frequency of magnetic hysteresis loop. Furthermore, a model accounting for eddy currents losses based on a particular equivalent circuit with parallel topology of lumped parameters (modified following Foster theory) is developed. The proposed model accuracy has been validated by measurements in both cases of grain oriented and non-oriented grain laminations. Finally, a modified dynamic model of asynchronous electric machine is proposed, based on the previously developed lumped parameter equivalent circuit core loss technique. This model achieved a considerable improvement in core losses estimation under power electronic inverter supply with pulse width modulation techniques.
Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη βελτιωμένων μοντέλων θεώρησης των απωλειών των σιδηρομαγνητικών υλικών και μάλιστα μαγνητικών λαμαρινών με χρήση αναλυτικών μεθόδων αλλά και αριθμητικών τεχνικών για την ακριβέστερη αναπαράσταση των απωλειών κενού φορτίου των μετασχηματιστών και των απωλειών πυρήνα των στρεφόμενων ηλεκτρικών μηχανών. Αναπτύχθηκε μετρητική διάταξη με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή και κάρτας λήψης δεδομένων για τη δυνατότητα συστηματικής μέτρησης βρόχων υστέρησης και απωλειών σιδήρου σε σιδηρομαγνητικές λαμαρίνες μέσω διάταξης Epstein με βάση τα διεθνή πρότυπα. Η διαδικασία επεκτάθηκε εφαρμόζοντας αντίστοιχες μεθοδολογίες στην διάταξη Epstein για τροφοδοσία από μετατροπέα ηλεκτρονικών ισχύος που χρησιμοποιεί τεχνικές διαμόρφωσης εύρους παλμών (PWM). Επιπλέον, προτάθηκε ένα νέο φαινομενολογικό μοντέλο για την αναπαράσταση της μαγνητικής υστέρησης βασισμένο στο μοντέλο των Jiles-Atherton. Το μοντέλο περιλαμβάνει δυνατότητα δυναμικής μεταβολής του βρόχου υστέρησης. Επίσης αναπτύχθηκε μοντέλο θεώρησης απωλειών δινορρευμάτων βασισμένο σε ισοδύναμο κύκλωμα παράλληλης τοπολογίας συγκεντρωμένων παραμέτρων (τροποποιημένο κατά Foster). Η ακρίβεια του μοντέλου επιβεβαιώνεται πειραματικά για μαγνητικές λαμαρίνες προσανατολισμένων και μη προσανατολισμένων κόκκων. Τέλος προτάθηκε ένα νέο τροποποιημένο δυναμικό μοντέλο ασύγχρονης ηλεκτρικής μηχανής βασισμένο στο κύκλωμα αναπαράστασης των απωλειών σιδήρου συγκεντρωμένων παραμέτρων. Το μοντέλο αυτό επιτρέπει σημαντική βελτίωση στην εκτίμηση των απωλειών σιδήρου σε περιπτώσεις τροφοδοσίας από αντιστροφέα που χρησιμοποιεί τεχνικές διαμόρφωσης εύρους παλμών.
Επιστήμες Μηχανικού και Τεχνολογία ➨ Επιστήμη Ηλεκτρολόγου Μηχανικού, Ηλεκτρονικού Μηχανικού, Μηχανικού Η/Υ
Φαινομενολογικό μοντέλο Jiles-Atherton
Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων
Induction motors
Μοντέλο Foster
Επιστήμη Ηλεκτρολόγου Μηχανικού, Ηλεκτρονικού Μηχανικού, Μηχανικού Η/Υ
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Διάταξη Epstein
Foster model
Virtual laboratory
Εικονικό εργαστήριο
Jiles-Atherton model
Επιστήμες Μηχανικού και Τεχνολογία
Σιδηρομαγνητικές λαμαρίνες
Hysterisis loops
Magnetic steel laminations
Finite elements method
Engineering and Technology
Απώλειες σιδήρου
Iron losses
Βρόγχοι υστέρησης
Ασύγχρονος κινητήρας
Epstein device
Greek
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ)
National Technical University of Athens (NTUA)
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ). Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος. Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών και Ηλεκτρονικών Ισχύος
National Documentation Centre (EKT)
National Archive of PhD Theses
Συλλογή ΕΑΔΔ



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)