haku: @instructor Roivainen, Janne / yhteensä: 4
viite: 1 / 4
« edellinen | seuraava »
| Tekijä: | Braam, Niko |
| Työn nimi: | Automated three-dimensional rotordynamic simulation of rotating electrical machines |
| Pyörivien sähkökoneiden automatisoitu kolmiulotteinen roottoridynaaminen simulointi | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2016 |
| Sivut: | 67 s. + liitt. 5 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Oppiaine: | Koneensuunnittelu (K3001) |
| Valvoja: | Tammi, Kari |
| Ohjaaja: | Roivainen, Janne ; Lyly, Mikko |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201603291605 |
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 3631 | Arkisto |
| Avainsanat: | rotordynamics model generator design automation eigenvalues roottoridynamiikka malligeneraattori suunnitteluautomaatio ominaisarvot |
| Tiivistelmä (fin): | Sähkömoottoreita ja -generaattoreita käytetään useissa teollisissa sovelluskohteissa. Usein näiden pyörivien sähkökoneiden suunnitteluprosessin aikana suoritetaan hyvin tunnettuja roottoridynaamisia analyyseja. Näihin sisältyy ominaisarvoanalyysejä koneiden ominaistaajuuksien, ominaismuotojen ja kriittisten pyörimisnopeuksien arvioimiseen haitallisten resonanssien välttämiseksi. Kyseisten analyysien suorittaminen on usein rutiininomainen prosessi asiantuntijoille ja ne voidaankin automatisoida. Näin voidaan vapauttaa asiantuntijoiden aikaa vaativampien ongelmien ratkaisemiseen ja säästää kustannuksissa. Tämän diplomityön ensisijainen tavoite oli luoda pyörivien sähkökoneiden roottoreiden kolmiulotteisia malleja ja elementtiverkkoja tuottava malligeneraattori, joka toimii tuotetiedon pohjalta. Tavoitteena oli lisäksi integroida malligeneraattori toimimaan laskentaohjelmiston kanssa koko mallinnus- ja ominaisarvoanalyysiprosessin automatisoimiseksi. Työn teoriaosassa esitellään mallien luomisen, verkotuksen ja analyysien integroimisen hyötyjä ja esteitä sekä roottoridynaamisen analyysin taustateoriaa aihepiirin ymmärtämisen tueksi. Lisäksi alirakennetekniikka esitetään menetelmänä laskenta-ajan lyhentämiseen ja joustavuuden lisäämiseen. Työn tuloksena luotiin automaattinen malligeneraattori, joka integroitiin toimimaan laskentaohjelmiston kanssa. Kaksi generoitua mallia validoitiin vertaamalla niitä referenssimalleihin. Näillä malleilla laskettuja ominaisarvoja verrattiin vastaavien roottoreiden kokeellisesti mitattuihin ominaisarvoihin. Ensimmäiset neljä vapaan roottorin ominaistaajuutta pystyttiin ennustamaan tyydyttävällä tarkkuudella ja ensimmäinen kriittinen pyörimisnopeus hyvällä tarkkuudella. Tarvittava kokonaisaika vapaan roottorin ominaistaajuuksien ja -muotojen selvittämiseen väheni noin kymmenesosaan kun verrataan manuaaliseen mallinnus- ja analyysityöhön. Työn tulosten perusteella voidaan suositella luodun mallinnus- ja laskentasysteemin jatkokehitystä. |
| Tiivistelmä (eng): | Electric motors and generators are utilized widely in industrial applications. The design process of these rotating electrical machines often requires conducting well-known rotordynamic analyses. They include eigenvalue analyses to estimate the natural frequencies, mode shapes, and critical speeds of the machines to avoid harmful resonances. Conducting these analyses is often a routine process for analysts', and they can be automated. This frees analysts' time to solve more challenging tasks and reduces costs. This thesis primarily aimed to create a model generator which generates three-dimensional models and finite element meshes of rotating electrical machine rotors based on product data. Furthermore, the aim was integration of the model generator with an analysis software to automate the whole model generation and eigenvalue analysis process. To gain an understanding of the topic, this thesis reviews the advantages and difficulties of integrating geometry modeling, mesh generation and analysis as well as the basic theory of rotordynamic analysis. Furthermore, substructuring is presented as a method to increase flexibility and reduce computation time. As a result of this thesis, a model generator was created and integrated with an analysis software. Two of the generated models were validated by comparing them to reference models. The natural frequencies were then calculated with these models and compared to experimentally measured values of the corresponding rotors. The first four free rotor natural frequencies were predicted with satisfactory accuracy, and the first critical speed was calculated with good accuracy. When compared to manual modeling and analysis work, the total time required to obtain free rotor natural frequencies and mode shapes was reduced to approximately one tenth. Further development of the created modeling and analysis system is recommended based on the results of this thesis. |
| ED: | 2016-04-17 |
INSSI tietueen numero: 53416
+ lisää koriin
« edellinen | seuraava »
INSSI