Augsti enerģētiskā elektriskā dzinēja izstrādāšana, neizmantojot retzemju metālus, Nr.1.1.1.2/VIAA/1/16/A/173

logo post doc

Fizikālās enerģētikas institūts 2018.gada 1.janvārī uzsāka īstenot Eiropas Reģionālās attīstības fonda līdzfinansētās darbības programmas "Izaugsme un nodarbinātība" 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa "Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā" 1.1.1.2. pasākuma "Pēcdoktorantūras pētniecības atbalsts" pētniecības projektu “Augsti enerģētiskā elektriskā dzinēja izstrādāšana, neizmantojot retzemju metālus"   Nr.1.1.1.2/VIAA/1/16/A/173.

Pētniecības projekta pēcdoktorants Dr.sc.ing. Svetlana Orlova. 

Pētniecības projekta zinātniskais konsultants Dr.habil. sc. ing. V.Pugačevs.

Projekta mērķis ir attīstīt jaunās zinātnieces prasmes, palielināt jauno zinātnieku skaitu institūcijā, saglabāt un attīstīt esošo zinātnisko bāzi. Projektā ietvaros tiks veikti tīklošanas pasākumi, dalība konferencēs, dalība apmācību semināros, rakstu publicēšanā zinātniskajos žurnālos.

Pētniecības pieteikuma aktivitātes:

  1. Informācijas vākšana.
  2. Sinhronā reaktīvā dzinēja rotora konstrukcijas optimizācija.
  3. Dzīves cikla vides un izmaksu analīze.
  4. Prototipa izgatavošana un eksperimentālie pētījumi.
  5. Rezultātu analīze.

Pētniecības pieteikuma iznākuma rādītāji:

  • Zinātniskās publikācijas – 3;
  • Konferenču referāti – 2;
  • Patents – 1;
  • Apraksts – 4;
  • Metodika – 1;
  • Izveidoto pēcdoktorantu amata vietu skaits pilna laika darba laika ekvivalenta izteiksmē – 1;
  • Jauno produktu un tehnoloģiju skaits, kas ir komercializējami – 1;
  • Piesaistītās privātās investīcijas - EUR 6690;
  • Komersantu skaits, kuri sadarbojas ar pētniecības institūcijām – 2.


1. aktivitāte. Informācijas vākšana.

Šī pārskata perioda ietvaros tika veikta zinātniskās, tehniskās un patentu informācijas par sinhroniem reaktīviem dzinējiem vākšana un sintēze. Zinātniskā un tehniskā pieeja pēc nesen veiktās informācijas meklēšanas un izpētes (internets, specializētā un zinātniskā literatūra, patentu datu bāzes). Pārskata periodā definēts uzdevums un veikti sagatavošanas darbi nākamajām aktivitātēm.  Saskaņā ar zinātnisko, tehnisko un patentu informāciju tika sagatavots eksistējošās problēmas apraksts.

2. aktivitāte. Sinhronā reaktīvā dzinēja rotora konstrukcijas optimizācija.

Šajā pārskata periodā tika veikta magnētiskās ķēdēs parametru optimizācija, pamatojoties uz elektromagnētiskiem aprēķiniem mašīnas šķērsgriezumā. Mašīnas optimālā konstrukcija ir atkarīga no vairākiem faktoriem, kas raksturo elektromagnētisko iekārtu darbību. Ņemot vērā šos faktorus, var noformulēt šādus optimizācijas kritērijus: elektromagnētiskie rādītāji, siltuma rādītāji, masas un gabarītu rādītāji, ražošanas un remonta izmaksas.

Šajā darba etapā tika veikti elektromagnētiska lauka aprēķini 10kW sinhronajam dzinējam. Mašīnai ir četri poli, ar 36 zobiem uz statora. Aprēķini tika veikti dažādām rotora konstrukcijām: rotors ar izvirzītiem poliem (salient pole), aksiāli slāņotais rotors (with axially laminated rotor) ar magnētiski izolētiem poliem. Veikta salīdzinoša sinhrono reaktīvo dzinēju konstrukcijas analīze pēc maksimālā momenta.

Pārskata periodā tika nopublicēts raksts: Rassõlkin A., Kallaste A., Orlova S., Gevorkov L., Vaimann T., Belahcen A. Active zone of permanent magnet synchronous machine with non-overlapping concentrated winding. // Latv. J. Phys. Tech. Sci. - Nr.4 (2018), pp. 13-23 (SCOPUS DOI: DOI: 10.2478/lpts-2018-0024); https://www.researchgate.net/publication/327426799_Re-Use_and_Recycling_of_Different_Electrical_Machines

Šajā rakstā aplūkotas pašreizējās pārmaiņas elektrisko mašīnu pārstrādē. Galvenā uzmanība tiek vērsta trim dzinēju tipiem: sinhronais pārslēdzamais dzinējs, sinhronais pārslēdzamais dzinējs ar pastāvīgiem magnētiem un asinhronais dzinējs. Tiek aprakstītas šo mašīnu galvenie materiāli. Atsevisķi tiek apskatīti retzemju pastāvīgie magnēti. Turklāt tiek apspriestas izjaukšanas un pārstrādes iespējas.

Pārskata perioda tika veikts sinhronā reaktīva dzinēja rotora konstrukcijas pētījums. Tika pētīta rotora ģeometrijas parametru ietekme uz mašīnas d-ass un q-ass induktīvo pretestību, un tiek panākta optimāla konstrukcijas parametru kombinācija, lai uzlabotu xq/xd attiecību, gan arī mašīnas izejas parametrus. Darbā tika izpētītas trīs rotora konstrukcijas ar izvirzītajiem poliem, ar magnētiski izolētiem poliem un ar transversāli slāņainu anizotropiju.

Pārskatā perioda tika pabeigts un iesniegts Patentu valdei patenta pieteikums “Sinhronais reaktīvais dzinējs”, izgudrojums attiecas uz elektrotehnikas jomu, bet precīzāk -  uz bezkontakta sinhrono elektrisko mazas un vidējas jaudas mašīnu jomu. Izgudrojuma mērķis – reaktīvā dzinēja īpatnējā momenta paaugstināšana. Patenta nosaukums: “Sinhronais reaktīvais dzinējs”, Patenta pieteikuma numurs no P-19-05 no 16.01.19.

Pārskata periodā tika pabeigta un  iesniegta publikācija konferencei “21st European Conference on Power Electronics and Applications, kas notiks no 02.09.2019. līdz 06.09.2019., Dženova, Itālija. Darbs ir sagatavots kopā ar sadarbības partnera Tallinas Tehniskas Universitātes (TalTech) vadošajiem pētniekiem. Zinātniskais raksts tiks nopublicēts  SCOPUS un IEEE Xplore datu bāzēs. Raksta nosaukums: Orlova S., Rassõlkin A., Kallaste A., Vaimann T. Design of Rotors for Synchronous Reluctance Motor: Analytical Treatment and Optimization.// 21th European Conference on Power Electronics and Applications, 2019. September, Genova, Italy.

Pārskata periodā tika parakstīts līgums ar sadarbības partneri Igaunijā - Tallinas Tehnoloģiju universitāti. Tiek plānots, ka sadarbības partneri sniegs nepieciešamās konsultācijas dzinēja izstrādāšanas jomā, kā arī palīdzēs dzinēja eksperimentālajos pētījumos. Sadarbības līguma ietvaros tiks veikti tīklošanas braucieni. Pirmais brauciens jau norisa martā, ka arī maijā sākumā norisa TalTech  pētnieku vizīte Fizikālās enerģētikas institūtā un kopīgs Rīgas elektromašīnbūves rūpnīcas apmeklējums. Rūpnīcas apmeklējuma laikā bija iespēja iepazīties ar rūpnīcas cehiem un ražotās produkcijas klāstu.

Pārskata periodā notika komandējums uz elektrisko mašīnu, tinumu un magnētu ražotāju izstādi CWIEME, kas norisa 2019.gada 23.-25. maijā, Berlīnē. Komandējuma mērķis bija iepazīties ar esošajām aktuālajām  tehnoloģijām elektrisko mašīnu ražošanas jomā.

Šajā pārskata periodā tika veikti noslēguma darbi 2. aktivitātes ietvaros. Sinhronā reaktīvā dzinēja rotora konstrukcijas optimizācija. Tika sagatavota metodika SRD optimālas konstrukcijas modelēšanai.


Informācija par projekta īstenošanas gaitu sagatavota 30.06.2019

horizon2020 

Seventh Framework Programme logo

smart-grid-plus

nordis energy research

 

 

SAZINĀTIES AR MUMS

Joomla forms builder by JoomlaShine
Go to top