Sodobni električni stroji

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.

Predmet učimo na programih

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.

Temeljni viri in literatura

JEREB, Peter, MILJAVEC, Damijan. Vezna teorija električnih strojev. 3. izd. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2024.
Stephen L. Herman: Electrical Transformers and Rotating Machines, Delmar Cengage Learning; 4th Revised edition , Boston (MA) : Cengage Learning, cop. 2017
Umans, Stephen D., Fitzgerald & Kingsley's electric machinery, 7th ed., International student ed., New York : McGraw-Hill, cop. 2014
Juha Pyrhonen, Tapani Jokinen, Valeria Hrabovcova, Design of Rotating Electrical Machines, John Wiley & Sons, 2014.
Ion Boldea, Lucian Nicolae Tutelea, Electric Machines: Steady State, Transients, and Design with MATLAB, CRC Press, 2010.