Opis predmeta
Pregled svetovnega razvoja novejših oblik električnih strojev. Vplivi lastnosti pogonskega sistema na izbiro in oblikovanje električnega stroja. Teoretična izhodišča delovanja sodobnih električnih strojev: izmeničnih enofaznih in poli-faznih, strojev s trajnimi magneti, elektronsko komutiranih in hibridnih električnih strojev. Energija in moč v vezju, ki popisuje elektromagnetno–mehanski sistem. Koncept splošnega modela stroja v lastnem koordinatnem sistemu, vezni model. Električne in mehanske enačbe stroja in njegovega veznega modela. Izbira in uporaba primernih transformacij spremenljivk oz. modelov. Metode vrednotenja, nelinearnosti modelov, časovne in prostorske harmonske komponente. Uporaba metode končnih elementov za modeliranje magnetnih in električnih stanj v električnih strojih. Optimizacijske metode pri oblikovanju električnih strojev. Opisovanje lastnosti magnetnih materialov z metodami umetne inteligence. Aplikacije numeričnih metod v reševanju veznih modelov električnih strojev. Sinteza pridobljenih znanj v konkretnih problemih načrtovanja sodobnih električnih strojev.
Cilji in kompetence
Cilj predmeta je pridobiti poglobljena teoretična znanja in funkcionalno razumevanje delovanja sodobnih električnih strojev. Usposobiti študenta za samostojno oblikovanje modernih električnih strojev. Analitično in numerično obravnavati stacionarna in prehodna elektromagnetna ter elektromehanska stanja.Študent bo pridobil teoretična znanja potrebna za uporabo metode končnih elementov pri modeliranju magnetnih in električnih stanj v električnih strojih. Razumel bo optimizacijske metode pri oblikovanju električnih strojev. Pridobil bo sposobnost kritičnega vrednotenja dobljenih rezultatov. Osvojena poglobljena znanja s področja teorije električnih strojev bodo omogočila načrtovanje novih sodobnih električnih strojev in njihovo integracijo v modernepogonske sisteme. Implementacija sodobnih električnih strojev v sisteme za pretvorbo električne energije.
Metode poučevanja in učenja
Predavanja (v primeru večjega števila študentov) in projektna naloga.
Predvideni študijski rezultati
Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:
-opisati principe delovanja sodobnih električnih strojev,
-povezati različne fizikalne fenomene delovanja električnih strojev v smeri njihovega oblikovanja,
-aplicirati metodo končnih elementov na področje modeliranja sodobnih oblik električnih strojev,
-analizirati rezultate dobljene z metodo končnih elementov in njihovo predstavitev v obliki modelnih vezij,
-izračunati stacionarna in prehodna elektromagnetna, elektromehanska in termična stanja v električnih strojih,
-konstruiranja novih sodobnih električnih strojev.
Reference nosilca
Vidmar G, Miljavec D (2015) A universal high-frequency three-phase electric-motor model suitable for the delta and star winding connections. IEEE transactions on power electronics 30:4365-4376
Vidmar G, Miljavec D, AGREŽ D (2014) Measurement and evaluation of EDM bearing currents by the normalized Joule integral. Measurement science & technology 25:7:1-10
Šrekl M, Bratina B, Zagirnyak M, Benedičič B, Miljavec D (2013) Losses in the axial-flux permanent-magnet machine housing. Compel 32:4:1366-1382
Gotovac G, Lampič G, Miljavec D (2013) Analytical model of permeance variation losses in permanent magnets of the multipole synchronous machine. IEEE transactions on magnetics49:2:921-928
Stojčić B, Miljavec D (2012) Current distribution in the low-voltage winding of the furnace transformer. International journal of electrical power & energy systems 43:1:1251-1258
Temeljni viri in literatura
1. Gieras F J (2009 ) Advancements in Electric Machines. Springer
2. Umans S (2013) Electric Machinery. McGraw-Hill Science/Engineering/Math
3. Bianchi N (2005) Electrical Machine Analysis Using Finite Elements. Power Electronics and Applications, Taylor and Francis Press
4. Boldea I, Tutelea L N (2009) Electric Machines: Steady State, Transients, and Design with MATLAB. CRC Press
5. Jereb P, Miljavec D (2009) Vezna teorija električnih strojev. Založba FE in FRI, Ljubljana
Bodi na tekočem
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Tržaška cesta 25, 1000 Ljubljana