Seminarium dyplomowe magisterskie Gdańsk, dn. 31.03.2010 Seminarium dyplomowe magisterskie Dyplomant:Łukasz Mentel Opiekun: dr inż. Stanisław Galla

Spis treści 1. Temat pracy 2. Cel pracy 3. Zakres pracy 4. Bibliografia

Temat pracy Badania nad własnościami silnika reluktancyjnego z impulsowym układem sterowania Ang: The testing of impuls steering of electric inductive motor

Silnik reluktancyjny o 6 biegunach stojana i 4 biegunach wirnika Silnik reluktancyjny – jest to silnik synchroniczny, z reluktancyjnym momentem siły pojawiającym się w skutek dynamicznego działania pola magnetycznego na element asymetryczny magnetycznie Silnik reluktancyjny o 6 biegunach stojana i 4 biegunach wirnika

Zasada wytwarzania momentu obrotowego Silnik reluktancyjny Zasada działania Przez uzwojenie jednej fazy przepływa prąd powodujący wytworzenie strumienia w obwodzie magnetycznym strumień z tendencją do magazynowania maksymalnej energii magnetycznej powoduje obrót rotora Zasada wytwarzania momentu obrotowego

Cele pracy Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu Na podstawie uzyskanych danych opracowanie algorytmu sterowania pracą silnika Opracowanie modelu zastępczego układu sterowania Implementacja algorytmów i wyników badań Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane wyniki

Cele pracy Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu Na podstawie uzyskanych danych opracowanie algorytmu sterowania pracą silnika Opracowanie modelu zastępczego układu sterowania Implementacja algorytmów i wyników badań Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane wyniki

1. Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Podstawą do zagłębienia się w silniki reluktancyjne jest silnik Adamsa. Składa się on z nieruchomego statora (cewka elektromagnetyczna) oraz ruchomego rotora z umieszczonymi na jego obwodzie magnesami.

1. Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Pierwsza faza ruchu: metalowy rdzeń statora przyciąga magnetyczny segment rotora rotor uzyskuje pewną ilość energii kinetycznej

1. Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Druga faza ruchu: biegunowość rdzenia statora wywołana przez magnetyczny segment włączenie prądu cewki – demagnetyzacja rdzenia

1. Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Trzecia faza ruchu: odcięcie dopływu prądu do cewki cewka „próbuje” podtrzymać przepływ prądu w obwodzie, segment magnetyczny indukuje w niej prąd Silnik potrafi rozwinąć prędkości ok. 2000 RPM, co podowuje, że wszystkie 3 fazy ruchu pojawiają się równocześnie ok. 130 razy/s – problem z rozładowaniem cewki.

Cele pracy Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu Na podstawie uzyskanych danych opracowanie algorytmu sterowania pracą silnika Opracowanie modelu zastępczego układu sterowania Implementacja algorytmów i wyników badań Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane wyniki

2. Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu Pomiar rezystancji cewki/cewek Pomiar poboru prądu przez układ Pomiar szybkości obrotów rotora Pomiar sprawności silnika Robert George Adams twierdził, iż silnik jego autorstwa posiada sprawność elektryczną powyżej 100% - perpetuum mobile?

Cele pracy Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu Na podstawie uzyskanych danych opracowanie algorytmu sterowania pracą silnika Opracowanie modelu zastępczego układu sterowania Implementacja algorytmów i wyników badań Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane wyniki

3. Na podstawie uzyskanych danych opracowanie 3. Na podstawie uzyskanych danych opracowanie algorytmu sterowania pracą silnika Silnik Adamsa, jest silnikiem wymagającym precyzji wykonania, jak i sterowania jego pracą, dlatego istotną częścią urządzenia jest układ sterowania. Układ taki musi w odpowiednim momencie – ściśle ustalonym! – włączać i wyłączać cewkę, tak, aby oddziaływała ona na wirujące magnesy rotora. Proponowane rozwiązania: Transoptor szczelinowy Hallotron

Cele pracy Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu Na podstawie uzyskanych danych opracowanie algorytmu sterowania pracą silnika Opracowanie modelu zastępczego układu sterowania Implementacja algorytmów i wyników badań Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane wyniki

4. Opracowanie modelu zastępczego układu sterowania Zaprojektowanie i przeprowadzenie odpowiednich symulacji układu w oprogramowaniu typu SPICE lub LabVIEW. Próba zaprojektowania własnego układu sterowania silnikiem elektrycznym Adamsa.

Cele pracy Opracowanie modelu silnika i układu sterowania Przeprowadzenie wstępnych pomiarów układu Na podstawie uzyskanych danych opracowanie algorytmu sterowania pracą silnika Opracowanie modelu zastępczego układu sterowania Implementacja algorytmów i wyników badań Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane wyniki

6. Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane wyniki Elementy składowe: rotor stator (cewka) tranzystor sterujący impulsator

6. Wykonanie prototypu układu w oparciu o uzyskane wyniki

Zakres pracy Wykonanie symulacji układu Zbudowanie prototypu silnika Wykonanie pomiarów na podstawie prototypu Stworzenie silnika na podstawie symulacji, pomiarów prototypu oraz przemyśleń konstrukcyjnych

Bibliografia 1. Przepiórkowski J., Silniki elektryczne w praktyce elektronika. Warszawa: Wydawnictwo BTC, 2007. 2. Dobrowolski A., Pod maską SPICE’A: metody i algorytmy analizy układów elektronicznych, Warszawa: Wydawnictwo BTC, cop. 2004. 3. Tłaczała W.: Środowisko LabVIEW w eksperymencie wspomaganym komputerowo. WNT, Warszawa 2002.