Asynchronní motor s vnějším rotorem

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem asynchronního motoru atypické konstrukce, s rotorem umístěným na vnější části stroje, a jeho využitelnost ve vodohospodářském průmyslu, kde hlavním požadavkem je optimalizace jeho konstrukce z hlediska geometrických rozměrů. V úvodu práce je nejprve stručně vysvětlena problematika asynchronních motorů a jejich použití ve spolupráci s frekvenčními měniči a naznačen postup řešení práce. V následující kapitole je rozebírán elektromagnetický model výchozího návrhu stroje, jeho geometrické rozměry a možnosti jeho analýzy. Následně je proveden výpočet, nejprve analyticky pomocí programu RMxprt, a poté metodou konečných prvků v programu Ansys Maxwell. Třetí kapitola je věnována zevrubnému návrhu konstrukce stroje, včetně představení materiálu, ze kterých by měl být vyroben. Čtvrtá část práce se zabývá návrhem tepelné sítě, jejímž vstupem jsou převážně geometrické dispozice a elektrické ztráty v jednotlivých částech stroje. Na základě vytvořené sítě je vypočteno oteplení jednotlivých částí stroje, přičemž následně je prováděna kontrola, zda nebyla překročena maximální dovolená teplota vinutí. Předposlední část pojednává o genetickém algoritmu, jeho návrhu, a praktické využitelnosti v rámci optimalizace s požadavkem na minimální rozměry stroje. Jelikož není známo přesné konstrukční řešení mechanické části čerpadla, je poslední část věnována případové studii, ve které je provedeno srovnávání teoreticky dosažitelných rozměrů stroje v závislosti na kvalitě odvodu tepelných ztrát.Induction machine; outer rotor; water pump; thermal network; thermal analysis; optimization; electromagnetic model; finite element method; thermal insulation class