Sodobni električni stroji

Visokošolski učitelji: Miljavec Damijan

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Vpis na 3. stopnjo.
• Od študenta se pričakuje osnovno predznanje iz električnih strojev.

Vsebina:

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.

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 moderne pogonske sisteme. Implementacija sodobnih električnih strojev v sisteme za pretvorbo električne energije.

Predvideni študijski rezultati:

Študent bo poglobljeno razumel principe delovanja električnih strojev. Obvladal bo modeliranje sodobnih oblik električnih strojev z metodo končnih elementov in njihovo predstavitev v obliki modelnih vezij. Vse to mu bo omogočilo analizo stacionarnih in prehodnih elektromagnetnih in elektromehanskih stanj. Študent bo pridobil kritično sposobnost vrednotenja dobljenih rezultatov in samostojnost pri oblikovanju novih sodobnih električnih strojev.

Metode poučevanja in učenja:

Predavanja (v primeru večjega števila študentov) in projektna naloga.

Gradiva

1. Jacek F. Gieras, Advancements in Electric Machines, Springer, 2009
2. Stephen Umans, »Electric Machinery«,McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2013
3. Nicola Bianchi: Electrical Machine Analysis Using Finite Elements (Power Electronics and Applications), Taylor and Francis Press, 2005
4. Ion Boldea,Lucian Nicolae Tutelea,Electric Machines: Steady State, Transients, and Design with MATLAB, CRC Press, 2009
5. P. S. Bimbhra, Generalized Theory of Electric Machinery, Khanna Publishers, Delhi, 2004
6. JEREB, Peter, MILJAVEC, Damijan. Vezna teorija električnih strojev. 1. izd. Ljubljana: Fakulteta za elektrotehniko, 2009.