분권전동기 matlab 설계,결과

소개글

분권전동기 matlab 설계,결과에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 조원 소개 & 역할 분담·····················2

2. 추진일정····························2

3. 분권전동기 설계에 관한 이론
　3.1 전기자 설계·························3
　3.2 정류자 & 브러쉬 설계·····················8
　3.3 계자 설계··························9

4. Matlab을 사용한 설계해석
　4.1 Matlab 코드·························11
　4.2 Matlab 결과 해석
　　4.2.1 Matlab 결과 값·····················17
　　4.2.2 Matlab 결과 그래프···················19

5. Maxwell을 사용한 설계 해석···················19
　5.1 계자(고정자) 설계······················20
　5.2 전기자 설계·························21
　5.3 정류자 & 브러쉬 설계·····················22
　5.4 Maxwell 결과 해석······················23

6. 결론 & 고찰··························23

본문내용

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----------------------------------모터 정격 사양-----------------------------
정격출력 [hp] : PsR= 500 (PsR=500)
정격속도 [rpm] : nmR= 1800 (nmR=1800)
효율 : eff= 92 (eff=0.92)
정격전압 [V] : VtR= 600 (VtR=600)
정격토크 [ft*lb] : TdR= 1503 (TdR=1503)
정격전류 [A] : IaR= 676 (IaR=676)
-------------------------------권선 치수------------------------------------
극수 : p= 4 (p=4)
슬롯 수 : N= 57 (N=57)
슬롯당 코일 수 : nc= 3 (nc=3)
병렬회로수 : a= 4 (a=4)
계자 턴수 : Nf= 1100 (Nf=11OO)
전기자저항 [ohm] : Ra= 0.015 (Ra=O.015)
계자저항 [ohm] : Rf= 49.633 (Rf=49.633)
---------------------------------슬롯 치수------------------------------
슬롯깊이 [in] : ds= 1.15 (ds=1.15)
슬롯폭 [in] : bs= 0.45 (bs=O .45)
------------------------------전기자 치수-----------------------------
전기자 축방향 길이 [in] : la= 8.44 (la=8.44)
전기자 직경 [in] : d= 18.27 (d=18.27)
전기자 권선 적층계수 : SF= 0.97 (SF=O.97)
공극길이: del= 0.143 (del=O.143)
dshft : dshft= 4 (dshft=4.0)
-----------------------------계자극 치수----------------------------
계자극너비: wsk= 7.385 (wsk=7.385)
계자극높이: hp= 3.077 (hp=3.077)
누설성분 : LF= 1.2 (LF= 1.20)
극호비= 0.666667 (psi=O.65)
-----------------------------계자프레임 치수---------------------------------
계자프레임 외경 [in] : Df= 29 (Df=29.00)
계자프레임 두께 [in] : tf= 2.145 (tf=2.145)
계자프레임 축방향 길이 [in] : wf= 15.5 (wf=15.5O)
-----------------------------외부 프레임 치수---------------------------------
C= 53.62 N-W= 7.5 U= 3.75
2F= 16 BA= 10 P= 29
D= 14.5 E= 11.5
4.2.2 Matlab 결과 그래프
<그림 9 Matlab을 통한 shunt dc motor의 특성 그래프>
모터설계결과 효율성이 설계 목표의 94%를 약간 넘는 동안 모터가 정격속도 1765rpm에서 400hp의 출력을 나타내는 결과를 보여준다.
즉 matlab 해석결과 목표설계와 일치함을 할 수 있다.
5. Maxwell을 사용한 설계 해석
Name
Value
Unit
Name
Setup1
Operation Type
Motor
Load Type
Const Power
Rated Output Power
500
HP
Rated Voltage
600
V
Rated speed
1800
rpm
Operation Tempera...
75
cel
<그림 10 Maxwell로 설계한 Shunt dc motor>
Maxwell을 사용하여 위와 같이 설계하고자 함.
Maxwell 설계는 크게 고정자(계자), 전기자, 정류자 설계로 나눠진다.
5.1 고정자(계자) 설계
<그림 11 stator 설계>
frame에 관한 설계와 pole type을 정하는 과정으로, pole type은 여러 종류가 있는데, 우리가 설계하고자 하는 pole형태는 아래 그림 12와 같다.
<그림 12 stator - pole 설계>
위와 같이 극의 모양에 대한 치수를 입력하여 고정자의 극을 설계한다.
<그림 13 stator - field 설계>
다음으로 계자를 분권으로 감는 것으로 설정한 뒤, 어떻게 winding 할 것인지를 설정하는 과정이다.
5.2 전기자 설계
<그림 14 rotor 설계>
그림 14는 rotor를 설계하는 첫 부분으로 전기자를 어떤 종류의 금속으로 할 것인지와 여러 slot 타입 중 그림 15와 같이 설정하고, 전기자의 전반적인 틀을 설계하는 부분이다.
<그림 15 rotor - slot 설계>
설정된 slot 타입에 관하여 치수를 입력하여 슬롯을 설계한다.
<그림 16 rotor - winding 설계>
그림 16과 같이 전기자의 winding 방법을 lap winding으로 하여 winding에 관하여 설계한다.
5.3 정류자 & 브러쉬 설계
<그림 17 commutator & brush 설계>
그림 17과 같이 commutator와 brush를 설계한다.
5.4 Maxwell 결과 해석
위와 같이 Maxwell로 설계하여 해석한 결과 효율은 94.32%로 설계목표의 94%를 뛰어넘었고, Rated Speed는 1798.9 rpm으로 설계목표 1800 rpm과 거의 일치함을 볼 수 있다.
6. 결론 & 고찰
Matlab으로 설계 시 좋은 결과 값을 찾기 위해 근사치수를 바꿔가면서 지정해보았고, 근사치수의 선정에서 고심하여 선택하였다. 또한 변수들의 조건을 모두 만족시키기 위해 변수의 지정을 세심히 검토하였다. 결국 설계목표에 근접하며 효율이 약간 더 높은 직류기를 설계하였다.
이번 실험을 통해 설계에 관한 많은 이론들을 알 수 있었고, 설계를 하면서 설계 변수들의 지정이 다른 변수의 조건과 일치하지 않는 문제점이 발생 시 이를 해결하는 법 또한 배웠다. 이러한 경험이 앞으로 많은 일을 하는 데 도움을 줄 것이라 생각한다.

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