Práce se zabývá návhrem BLDC stroje s 3D tištěným rotorem. Návrh vychází z rozvržení reálného stroje REX 30. S využitím simulací postavených na metodě konečných prvků byl nahrazen materiál rotoru a provedena optimalaziace rozvržení permanentních magnetů pomocí princpipu Halbachova pole s ohledem na zvýšení točivého momentu. V další části se práce zabývá modelem šíření tepla pro stroj s tištěným rotorem. V závěru práce se vyhodnocují výsledky simulací s ohledem na funkčnost stroje dle šíření tepla, teplotních omezení materiálů a vypočtěné momentové charakteristiky stroje.
Anotace v angličtině
This thesis deals with the design of a BLDC machine with 3D printed rotor. The design is based on a real machine REX 30. Using simulations based on a finite element method, the material of a rotor was replaced and the permanent magnets layout was optimized with a Halbach array principle and respect to increasing of the torque. In the next part, thesis is focused on a heat transfer model for the machine with 3D printed rotor. In the final part of the thesis there are evaluated results of simulations with respect to the heat tranfering, heat limitations and computed toque characteristics of the machine.
Klíčová slova
elektrický motor, BLDC, vnější rotor, 3D tištěný rotor, motor s permanentními magnety, optimalizace rotoru, model šíření tepla, Halbachovo pole
Klíčová slova v angličtině
electric engine, BLDC, outer rotor, 3D printed rotor, machine with permanent magnets, rotor optimization, heat transfer model, Halbach array
Rozsah průvodní práce
58
Jazyk
CZ
Anotace
Práce se zabývá návhrem BLDC stroje s 3D tištěným rotorem. Návrh vychází z rozvržení reálného stroje REX 30. S využitím simulací postavených na metodě konečných prvků byl nahrazen materiál rotoru a provedena optimalaziace rozvržení permanentních magnetů pomocí princpipu Halbachova pole s ohledem na zvýšení točivého momentu. V další části se práce zabývá modelem šíření tepla pro stroj s tištěným rotorem. V závěru práce se vyhodnocují výsledky simulací s ohledem na funkčnost stroje dle šíření tepla, teplotních omezení materiálů a vypočtěné momentové charakteristiky stroje.
Anotace v angličtině
This thesis deals with the design of a BLDC machine with 3D printed rotor. The design is based on a real machine REX 30. Using simulations based on a finite element method, the material of a rotor was replaced and the permanent magnets layout was optimized with a Halbach array principle and respect to increasing of the torque. In the next part, thesis is focused on a heat transfer model for the machine with 3D printed rotor. In the final part of the thesis there are evaluated results of simulations with respect to the heat tranfering, heat limitations and computed toque characteristics of the machine.
Klíčová slova
elektrický motor, BLDC, vnější rotor, 3D tištěný rotor, motor s permanentními magnety, optimalizace rotoru, model šíření tepla, Halbachovo pole
Klíčová slova v angličtině
electric engine, BLDC, outer rotor, 3D printed rotor, machine with permanent magnets, rotor optimization, heat transfer model, Halbach array
Zásady pro vypracování
Dle specifikace navrhněte BLDC motor.
Proveďte tvarovou optimalizaci s ohledem na maximalizaci momentu a minimalizaci zvlnění momentu.
Pro navržený stroj vytvořte model šíření tepla.
Experimentálně ověřte funkci navrženého stroje.
Zásady pro vypracování
Dle specifikace navrhněte BLDC motor.
Proveďte tvarovou optimalizaci s ohledem na maximalizaci momentu a minimalizaci zvlnění momentu.
Pro navržený stroj vytvořte model šíření tepla.
Experimentálně ověřte funkci navrženého stroje.
Seznam doporučené literatury
[1] Hendershot, J. R.: Design Of Brushless Permanent-Magnet Machines. Venice, Florida :Motor Design Books, 2010.
[2] Tong, W.: Mechanical Design of Electric Motors (1st ed.). CRC Press. 2014, https://doi.org/10.1201/b16863
[3] Gieras, J.F. (2016). Electrical Machines: Fundamentals of Electromechanical Energy Conversion (1st ed.). CRC Press, 2016, https://doi.org/10.1201/9781315371429
Seznam doporučené literatury
[1] Hendershot, J. R.: Design Of Brushless Permanent-Magnet Machines. Venice, Florida :Motor Design Books, 2010.
[2] Tong, W.: Mechanical Design of Electric Motors (1st ed.). CRC Press. 2014, https://doi.org/10.1201/b16863
[3] Gieras, J.F. (2016). Electrical Machines: Fundamentals of Electromechanical Energy Conversion (1st ed.). CRC Press, 2016, https://doi.org/10.1201/9781315371429
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Hodnocení z obhajoby práce
Výborně
Přílohy
Odůvodnění nezveřejnění VŠKP
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Otázky viz posudek oponenta DP.
Další dotazy a připomínky:
doc. Skala - Kolik se uspořilo na hmotnosti při náhradě klasického rotoru plastem? Z čeho byl původní rotor? Jak se změnil moment setrvačnosti? Kolika pólový byl použitý stator? Kolik bylo použito magnetů?
Ing. Pihera - Jaký plast byl použit? Nebude se lámat?
doc. Noháč - Nedojde k přehřátí motoru během stoupání stroje?
Položené dotazy byly diplomantem zodpovězeny správně.