Konstruiranje električnih strojev

Opis predmeta

Koncept elektromagnetnega konstruiranja električnih strojev in določanje njihovih osnovnih parametrov. Konstruiranje magnetnega kroga. Konstruiranje električnega kroga. Teorija in uporaba metode končnih elementov pri konstruiranju električnih strojev. Uporaba razvojnih programskih paketov pri konstruiranju električnih strojev. Izračuni parametrov nadomestnega vezja in izhodnih karakteristik asinhronskega stroja, sinhronskega stroja, električnega stroja s trajnimi magneti, reluktančnega stroja ter najnovejših tipov električnih strojev iz njihovih geometrijskih podatkov. Izračuni izgub v železu in bakru ter določanje izkoristka konstruiranih električnih strojev. Uvod v optimizacijske postopke pri konstruiranju električnih strojev.

Cilji in kompetence

Cilj predmeta je pridobiti teoretična znanja potrebna za konstruiranje električnih strojev. Spoznati in uporabljati razvojne programske pakete pri konstruiranje električnih strojev. Usposobiti študenta za sintezo in analizo geometrijskih modelov električnih strojev ter z njihovo uporabo analizirati stacionarna in prehodna elektromagnetna ter elektromehanska stanja.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja in laboratorijske vaje, projektno delo.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

opisati temeljne povezave elektromagnetnih količin v električnih strojih,
razumeti fenomene v železnem jedru, navitjih in v trajnih magnetih v električnih strojih,
izračunati fizikalne količine magnetnega, električnega in toplotnega polja v električnem stroju,
računati s sodobnimi računalniškimi orodij, ki temeljijo na metodi končnih elementov, za izračun magnetnih, elektrostatičnih in toplotnih polj,
ovrednotiti geometrijske dimenzijske povezave za pravilno delovanje električnih strojev,
konstruirati električne stroje s trajnimi magneti in asinhtonske stroje.

Reference nosilca

VUKOTIĆ, Mario, MILJAVEC, Damijan. Design of a permanent-magnet flux-modulated machine with a high torque density and high power factor. IET electric power applications, ISSN 1751-8660, 2016, vol. 10, iss. 1, str. 36-44.
VIDMAR, Gregor, MILJAVEC, Damijan. A universal high-frequency three-phase electric-motor model suitable for the delta and star winding connections. IEEE transactions on power electronics, ISSN 0885-8993, Aug. 2015, vol. 30, no. 8, str. 4365-4376.
VIDMAR, Gregor, MILJAVEC, Damijan, AGREŽ, Dušan. Measurement and evaluation of EDM bearing currents by the normalized Joule integral. Measurement science & technology, ISSN 0957-0233, 2014, vol. 25, no. 7, str. 1-10.
GOTOVAC, Gorazd, LAMPIČ, Gorazd, MILJAVEC, Damijan. Analytical model of permeance variation losses in permanent magnets of the multipole synchronous machine. IEEE transactions on magnetics, ISSN 0018-9464, Feb. 2013, vol. 49, no. 2, str. 921-928.
JEREB, Peter, MILJAVEC, Damijan. Vezna teorija električnih strojev. 1. izd. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2009.

Temeljni viri in literatura

Machines, ISBN-13: 978-1118581575 ISBN-10: 1118581571 Edition: 2nd December 31, 2013
Bianchi Nicola: Electrical machine analysis using finite elements, Boca Raton : Talor & Francis, cop. 2005.
Željeznov, Miljutin: Osnove teorije elektromagnetnega polja, Ljubljana, FE, 1981.
Anton R. Sinigoj: ELMG, Ljubljana, FE, 1996.
A Monti, F Ponci, M Riva: Electrical machine theory through finite element analysis, 2007.
J. R. Hendershot, T.J.E. Miller: Design of brushless permanent magnet motors, Clarendon press 1994.
Jereb Peter, Damijan Miljavec: Vezna teorija električnih strojev, Založba FE in FRI 2008
Drago Dolinar, Štumberger Gorazd: Modeliranje in vodenje elektromehanskih sistemov,FERI, Maribor, 2002
Drago Dolinar, Peter Jereb: Splošna teorija električnih strojev, FERI, Maribor,1995. Maribor,1995Zagradišnik Ivan, Slemnik Bojan: Električni rotacijski stroji, Maribor, 2001.
Damijan Miljavec, Peter Jereb: Električni stroji – temeljna znanja, Ljubljana, 2016.Juha Pyrhonen, Tapani Jokinen, Valeria Hrabovcova: Design of Rotating Electrical