Hydraulisen testijärjestelmän toteutus kestomagneettimoottorin kuormitushäiriöiden tutkimiseksi
Leinamo, Eero (2018)
2018
Automaatiotekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-03-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201802231312
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201802231312
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia kaupallisen kestomagneettimoottorin suorituskykyä dynaamisesti vaativissa hydraulisissa järjestelmissä. Tavallisesti pyörimisnopeussäädetyissä pumppuohjatuissa hydrauliikkajärjestelmissä on käytetty induktiomoottoria, jolla on kestomagneettimoottoria heikommat dynaamiset ominaisuudet. Tämän vuoksi haluttiin selvittää kestomagneettimoottorin suorituskyvyn potentiaali, jotta nähdään miten sitä voisi hyödyntää entistä vaativammissa hydrauliikkajärjestelmissä.
Tutkimus aloitettiin perehtymällä kestomagneettimoottorin ja pyörimisnopeusohjauksen teoriaan. Tämän jälkeen suunniteltiin, simuloitiin alustavasti ja rakennettiin testijärjestelmä, jolla pystyttiin toteuttamaan hyvin laajalla skaalalla erilaisia kuormitustilanteita kestomagneettimoottorille. Teoriaan ja mittaustuloksiin perustuen kehitettiin mahdollisimman todellisuutta mukaileva simulointimalli kestomagneettimoottorista. Säätimen tehokkuuden todettiin olevan todella merkityksellinen tekijä sähkömoottorin suorituskyvyssä. Säätimen simulointimallista tehtiin optimaalinen ja sen rajoituksena oli virran muutosnopeus ja saturaatio.
Simulointimallin perusteella kestomagneettimoottorin dynamiikka todettiin riittäväksi hyvinkin vaihteleviin kuormitustilanteisiin hydraulisessa järjestelmässä. Testijärjestelmän mittaustulokset olivat kuitenkin selvästi heikoimmat, mikä johtui säätimen sisäisistä rajoituksista. Vakiokuormituksella suorituskyky oli hyvä, mutta pienikin kuormituksen muutos heikensi sähkömoottorin kykyä pysyä referenssinopeudessaan. Kestomagneettimoottori vaikuttaa rakenteensa ja ominaisuuksiensa puolesta kuitenkin lupaavalta, joten paremman säätimen hankkiminen ja kehittäminen jatkossa johtaisi varmasti selvästi käyttökelpoisiin tuloksiin. Tämän jälkeen voitaisiin verifioida säätimen simulointimalli, jota hyödynnettäisiin sähkömoottorimallin kanssa jatkotutkimuskohteina olevien hydraulis-ten piirien testauksessa ja kehityksessä.
Tutkimus aloitettiin perehtymällä kestomagneettimoottorin ja pyörimisnopeusohjauksen teoriaan. Tämän jälkeen suunniteltiin, simuloitiin alustavasti ja rakennettiin testijärjestelmä, jolla pystyttiin toteuttamaan hyvin laajalla skaalalla erilaisia kuormitustilanteita kestomagneettimoottorille. Teoriaan ja mittaustuloksiin perustuen kehitettiin mahdollisimman todellisuutta mukaileva simulointimalli kestomagneettimoottorista. Säätimen tehokkuuden todettiin olevan todella merkityksellinen tekijä sähkömoottorin suorituskyvyssä. Säätimen simulointimallista tehtiin optimaalinen ja sen rajoituksena oli virran muutosnopeus ja saturaatio.
Simulointimallin perusteella kestomagneettimoottorin dynamiikka todettiin riittäväksi hyvinkin vaihteleviin kuormitustilanteisiin hydraulisessa järjestelmässä. Testijärjestelmän mittaustulokset olivat kuitenkin selvästi heikoimmat, mikä johtui säätimen sisäisistä rajoituksista. Vakiokuormituksella suorituskyky oli hyvä, mutta pienikin kuormituksen muutos heikensi sähkömoottorin kykyä pysyä referenssinopeudessaan. Kestomagneettimoottori vaikuttaa rakenteensa ja ominaisuuksiensa puolesta kuitenkin lupaavalta, joten paremman säätimen hankkiminen ja kehittäminen jatkossa johtaisi varmasti selvästi käyttökelpoisiin tuloksiin. Tämän jälkeen voitaisiin verifioida säätimen simulointimalli, jota hyödynnettäisiin sähkömoottorimallin kanssa jatkotutkimuskohteina olevien hydraulis-ten piirien testauksessa ja kehityksessä.