Σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη σχεδίαση μιας σύγχρονης γεννήτριας μόνιμων μαγνητών, για εφαρμογή σε έναν υδροστρόβιλο straflo. Σκοπός είναι η σχεδίαση μιας τριφασικής γεννήτριας μόνιμων μαγνητών, της οποίας η δομή θα είναι κατάλληλη ώστε να εφαρμοστεί σε υδροστρόβιλο straflo των 20W...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2023
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/24748 |
| id |
nemertes-10889-24748 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Υδροστρόβιλοι Γεννήτριες μόνιμων μαγνητών Opera software Hydroturbines |
| spellingShingle |
Υδροστρόβιλοι Γεννήτριες μόνιμων μαγνητών Opera software Hydroturbines Δούνα, Σταυρούλα Σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη σχεδίαση μιας σύγχρονης γεννήτριας μόνιμων μαγνητών, για εφαρμογή σε έναν υδροστρόβιλο straflo. Σκοπός είναι η σχεδίαση μιας τριφασικής γεννήτριας μόνιμων μαγνητών, της οποίας η δομή θα είναι κατάλληλη ώστε να εφαρμοστεί σε υδροστρόβιλο straflo των 20W και να λειτουργεί με τον βέλτιστο τρόπο. Κατά τον σχεδιασμό, η γεννήτρια πρέπει να διαμορφωθεί ώστε να είναι ικανή να αξιοποιεί τη διαθέσιμη ισχύ που της αποδίδει ο υδροστρόβιλος.
Αρχικά πραγματοποιείται βιβλιογραφική διερεύνηση των τύπων υδροστροβίλων και των χαρακτηριστικών που παρουσιάζουν, δίνοντας έμφαση σε αυτά που οδήγησαν στην επιλογή ενός straflo υδροστροβίλου για την συγκεκριμένη εφαρμογή. Εν συνεχεία, παρουσιάζονται βασικές έννοιες του μαγνητικού πεδίου και τα χαρακτηριστικά των μαγνητικών υλικών που έχουν ουσιαστικό ρόλο στην κατασκευή των μηχανών ενώ αναλύονται και οι τοπολογίες των μηχανών μόνιμων μαγνητών και των κατασκευαστικών μερών τους. Η ανάλυση αυτή συντέλεσε στην επιλογή των χαρακτηριστικών της μηχανής που σχεδιάστηκε.
Γνωρίζοντας τις προδιαγραφές της γεννήτριας, που προέκυψαν από την μελέτη του υδροστροβίλου στην διπλωματική εργασία του Αποστόλη Ζευγαρά «Κατασκευή υδροστροβίλου δικτύου ύδρευσης», αναπτύσσεται η μεθοδολογία για την προκαταρκτική σχεδίαση της γεννήτριας, με τυπικές τιμές φορτίσεων. Έπειτα, γίνεται εισαγωγή στο λογισμικό Opera που χρησιμοποιήθηκε για τη σχεδίαση και την προσομοίωση της μηχανής, το οποίο βασίζεται στη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων και σχεδιάστηκε μια υπάρχουσα μηχανή μόνιμων μαγνητών με γνωστά χαρακτηριστικά λειτουργίας, ώστε να γίνει η πρώτη γνωριμία με το περιβάλλον.
Ακολουθεί ο σχεδιασμός της γεννήτριας στο Opera, επιλέγοντας κατάλληλα υλικά για την κατασκευή της και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των δοκιμών που εκτελέστηκαν σε λειτουργία εν κενώ και υπό φορτίο. Τα αποτελέσματα αυτά αφορούν την τάση, το ρεύμα τυλίγματος και την ηλεκτρομαγνητική ροπή και καθόρισαν τις αλλαγές που έγιναν στο αρχικό σχέδιο μέχρι να διαμορφωθεί το τελικό. Το τελικό σχέδιο της γεννήτριας ικανοποιεί τις προδιαγραφές που ορίστηκαν, με ηλεκτρική ονομαστική ισχύ 23W. |
| author2 |
Douna, Stavroula |
| author_facet |
Douna, Stavroula Δούνα, Σταυρούλα |
| author |
Δούνα, Σταυρούλα |
| author_sort |
Δούνα, Σταυρούλα |
| title |
Σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης |
| title_short |
Σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης |
| title_full |
Σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης |
| title_fullStr |
Σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης |
| title_full_unstemmed |
Σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης |
| title_sort |
σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/24748 |
| work_keys_str_mv |
AT dounastauroula schediasmosēlektrogennētriasydrostrobiloukatallēlēsgiadiktyoydreusēs AT dounastauroula designofhydroturbinegeneratorsuitableforwatersupplynetwork |
| _version_ |
1771297281682702336 |
| spelling |
nemertes-10889-247482023-03-10T04:37:51Z Σχεδιασμός ηλεκτρογεννήτριας υδροστροβίλου κατάλληλης για δίκτυο ύδρευσης Design of hydro turbine generator suitable for water supply network Δούνα, Σταυρούλα Douna, Stavroula Υδροστρόβιλοι Γεννήτριες μόνιμων μαγνητών Opera software Hydroturbines Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη σχεδίαση μιας σύγχρονης γεννήτριας μόνιμων μαγνητών, για εφαρμογή σε έναν υδροστρόβιλο straflo. Σκοπός είναι η σχεδίαση μιας τριφασικής γεννήτριας μόνιμων μαγνητών, της οποίας η δομή θα είναι κατάλληλη ώστε να εφαρμοστεί σε υδροστρόβιλο straflo των 20W και να λειτουργεί με τον βέλτιστο τρόπο. Κατά τον σχεδιασμό, η γεννήτρια πρέπει να διαμορφωθεί ώστε να είναι ικανή να αξιοποιεί τη διαθέσιμη ισχύ που της αποδίδει ο υδροστρόβιλος. Αρχικά πραγματοποιείται βιβλιογραφική διερεύνηση των τύπων υδροστροβίλων και των χαρακτηριστικών που παρουσιάζουν, δίνοντας έμφαση σε αυτά που οδήγησαν στην επιλογή ενός straflo υδροστροβίλου για την συγκεκριμένη εφαρμογή. Εν συνεχεία, παρουσιάζονται βασικές έννοιες του μαγνητικού πεδίου και τα χαρακτηριστικά των μαγνητικών υλικών που έχουν ουσιαστικό ρόλο στην κατασκευή των μηχανών ενώ αναλύονται και οι τοπολογίες των μηχανών μόνιμων μαγνητών και των κατασκευαστικών μερών τους. Η ανάλυση αυτή συντέλεσε στην επιλογή των χαρακτηριστικών της μηχανής που σχεδιάστηκε. Γνωρίζοντας τις προδιαγραφές της γεννήτριας, που προέκυψαν από την μελέτη του υδροστροβίλου στην διπλωματική εργασία του Αποστόλη Ζευγαρά «Κατασκευή υδροστροβίλου δικτύου ύδρευσης», αναπτύσσεται η μεθοδολογία για την προκαταρκτική σχεδίαση της γεννήτριας, με τυπικές τιμές φορτίσεων. Έπειτα, γίνεται εισαγωγή στο λογισμικό Opera που χρησιμοποιήθηκε για τη σχεδίαση και την προσομοίωση της μηχανής, το οποίο βασίζεται στη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων και σχεδιάστηκε μια υπάρχουσα μηχανή μόνιμων μαγνητών με γνωστά χαρακτηριστικά λειτουργίας, ώστε να γίνει η πρώτη γνωριμία με το περιβάλλον. Ακολουθεί ο σχεδιασμός της γεννήτριας στο Opera, επιλέγοντας κατάλληλα υλικά για την κατασκευή της και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των δοκιμών που εκτελέστηκαν σε λειτουργία εν κενώ και υπό φορτίο. Τα αποτελέσματα αυτά αφορούν την τάση, το ρεύμα τυλίγματος και την ηλεκτρομαγνητική ροπή και καθόρισαν τις αλλαγές που έγιναν στο αρχικό σχέδιο μέχρι να διαμορφωθεί το τελικό. Το τελικό σχέδιο της γεννήτριας ικανοποιεί τις προδιαγραφές που ορίστηκαν, με ηλεκτρική ονομαστική ισχύ 23W. This diploma thesis deals with the design of a modern permanent magnet generator, for application in a straflo water turbine. The aim is to design a three-phase permanent magnet generator, whose structure will be suitable to be applied to a 20W straflo hydro turbine and operate in the optimal way. In the design process, the generator must be configured to be capable of utilizing the available power delivered to it by the water turbine. Initially, a bibliographic investigation of the types of water turbines and the characteristics they present is carried out, emphasizing the ones that led to the selection of a straflo water turbine for this specific application. Then, basic concepts of the magnetic field and the characteristics of magnetic materials that have an essential role in the construction of machines are presented, as well as the topologies of permanent magnet machines and their components are analyzed. This analysis contributed to the selection of the characteristics of the machine designed. As the information of the specifications of the generator were acknowledged, which resulted from the study of the hydro turbine in the thesis diploma of Apostolis Zevgaras "Construction of a hydro turbine for a water supply network ", the methodology for the preliminary design of the generator is developed, with standard load values. Afterwards, an introduction is made to the FEM Software Opera, which has been used for the design and simulation of the machine. Then an existing permanent magnet machine with known operating characteristics has been modeled, in order to make the first acquaintance with the environment. Finally, the design of the generator using Opera is carried out, selecting suitable materials for its construction and the results of the performed tests, that performed, are presented. These results relate to voltage, winding current and electromagnetic torque, and have defined the changes made to the original design until the final one was formed. The final design of the generator meets the specifications set, giving an output power of 23W. 2023-03-09T08:16:18Z 2023-03-09T08:16:18Z 2023-03-08 https://hdl.handle.net/10889/24748 el application/pdf |
