Alex McCloskeyren tesi defentsa

Atzealdea

Alex McCloskeyren tesi defentsa

Tesia

Alex McCloskeyren tesi defentsa

Tesiaren izenburua: Prediction of noise and vibration of electromagnetic origin in electrical machines

2016·12·12

$titulo.getData()

  • Tesiaren izenburua: Prediction of noise and vibration of electromagnetic origin in electrical machines
  • Doktoretza Programa: MEKANIKA ETA ENERGIA ELEKTRIKAKO DOKTORETZA PROGRAMA INGENIARITZA
  • Tesi zuzendaria: Gaizka Almandoz; Javier Arrasate
  • Epaimahaia:

Laburpena

Igogailu baten trakzio makinak eragindako bibrazioek bidaiaren erosotasunean eragiten dute, eta baita auzotarren bizi-kalitatean ere, makinaren bibrazioa igogailuaren hormen bitartez inguruko etxebizitzen barnera transmititu daitekeelako. Txosten honetan makina elektrikoetan indar elektromagnetikoengatik eragindako bibrazioen azterketak emandako emaitzak aurkezten dira.

Makinaren diseinuak ezaugarri elektromagnetikoak kontutan hartuta eragina dauka portaera bibrakor eta akustikoan. Horregatik, makina elektrikoen diseinua hobetzeko beharrezkoa da hauen portaera bibrakorra eta akustikoa aurreikusiko duten erremintak garatzea.

Emaitza esperimentalak lortu dira makinaren portaera erreala aztertzeko eta proposatutako kalkulu erremintak balioztatzeko. Honetarako, modoak eta frekuentzia naturalak eta bibrazioa eta potentzia akustikoa operazioan neurtu dira. Portaera errealaren aldakortasuna, fabrikazio prozesuaren eraginez, estatorrean eta estator eta bobinatuaren muntaian aztertu da ere, sistema hauen frekuentzia naturalak neurtuta.

Elementu finitotako ereduak garatzen dira makina elektrikoen erantzun bibrakorra eta potentzia akustikoa kalkulatzeko. Eredu hauek xehetasun ugari izan ditzakete eta zehaztasuna eskaintzen dute, hortaz, makinaren ezaugarri asko aztertzea ahalbidetzen dute eta prototipoa eraiki aurretik diseinu berriak balioztatzeko egokiak dira. Modelo zehatz bat garatzeko hainbat ereduztapen zailtasun gainditu behar dira. Alde batetik, estatorrari eta bobinatuari propietate ortotropoak aplikatzen zaizkie, eta bestetik errodamenduak malgukien bitartez ereduztatzen dira. Materialen propietate baliokideen balioak estimatzen dira eta aldakortasunaren eraginez eragindako errorea aztertzen da. Honetaz gain, mallatuaren eragina indarrak aplikatzen diren gainazaletan aztertzen da. Modelo akustikoei dagokienez, BEM eta FEM teknikak aplikatzen dira eta eredu zehatzak garatzeko arauak azaltzen dira. Aurkeztutako ereduak esperimentalki balioztatuak izanik, eredu zehatzak garatzeko jarraitu beharreko kriterioak ematen direla ziurtatzen da.

Eredu analitiko estruktural hobetu bat garatzen da makina elektrikoen bibrazioak kalkulatzeko. Bi zilindro, estatorraren koroa eta hortzak eta bobinatua errepresentatzen dutenak, parametro kontzentratuko eredu bat bezala muntatzen dira. Beraz, bobinatuaren masa eta zurruntasuna kontutan hartzen dira, makina desberdinentzat aplikagarria den eredu bat eraikiz. Gainera, propietate ortotropoak aplikatzen dira, norabide axiala zehaztasunez kontsideratuz eta luzeraren efektua era egokian ereduztatzen delarik. Garatutako eredu analitiko azkarra baliagarria da diseinuen optimizazioak egiteko, eskaera konkretu batzuentzat diseinu hoberena aurkitu daitekeelarik. Era berean, diseinu aldagaien eragina portaeran aztertu daiteke, eta honela, diseinurako arauak ezarri. Izan ere, polo eta arteka kopuruaren eragina aztertzen da portaera bibrakorrean.

Proposatutako kalkulurako erremintek makina elektrikotan suertatu daitezkeen arazoak ulertzeko lagungarriak izan daitezke. Ondorioz, eszentrikotasun estatikoak eta dinamikoak aplikatzen dira makinaren FEM modeloan, beraien efektua aztertzeko eragindako bibrazioetan. Honetaz gain, UMP-aren kalkulu analitikoa eta errotorraren zenbakizko eredu murriztu bat proposatzen dira, ondorioztatzeko teorikoki zein armoniko izan daitezkeen eszentrikotasunarekiko sentikorrenak, makinaren polo eta arteka kopuruaren arabera. Emaitza hauek esperimentalki balioztatzen dira eszentrikotasun desberdinen menpe dagoen makina batean neurtutako bibrazioekin.