Κατάλογος Εκδηλώσεων

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Αντωνίου Δουβάρα

με θέμα

Επίδραση Πολυπαραμετρικής Γήρανσης Πόλων Στάτη Κινητήρα Ηλεκτρικού Οχήματος σε Διαγνωστικές Μεθόδους
The Impact of Multiparameter Ageing of Stator Poles of Traction Motors on Diagnostic Methods

Εξεταστική Επιτροπή

Αναπληρωτής Καθηγητής Κωνσταντίνος Γυφτάκης (επιβλέπων)
Καθηγητής Ευτύχιος Κουτρούλης
Δόκτωρ Ελευθερία Σεργάκη

Περίληψη

Τα ορυκτά καύσιμα χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω της υψηλής ενεργειακής τους πυκνότητας. Ωστόσο, η καύση τους απελευθερώνει αέρια τα οποία συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη και, ως εκ τούτου, στην κλιματική αλλαγή. Κατά συνέπεια, είναι αναγκαίο να ληφθούν επιτακτικά μέτρα για τη μείωση της χρήσης τους μέσω της μετάβασης στην πράσινη ενέργεια. Ως μέρος αυτής της μετάβασης, εντάσσεται η ευρεία υιοθέτηση των ηλεκτρικών οχημάτων (EVs), με τους ηλεκτρικούς κινητήρες να αποτελούν το βασικό στοιχείο τους. Οι σύγχρονες μηχανές μόνιμων μαγνητών (Permanent Magnet Synchronous Motors - PMSMs) είναι όλο και πιο δημοφιλείς στα ηλεκτρικά οχήματα λόγω των εξαιρετικών χαρακτηριστικών τους, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής πυκνότητας ροπής, της αυξημένης απόδοσης και της συμπαγής δομής. Ωστόσο, το ελαφρύ βάρος και το μικρό τους μέγεθος τους  τα εκθέτουν σε διάφορες καταπονήσεις ανάλογα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής, με πιθανό αποτέλεσμα την προοδευτική υποβάθμιση και την τελική αποτυχία τους. Τα σφάλματα στάτη συγκεκριμένα, είναι πολύ επικίνδυνα για τους ηλεκτρικούς κινητήρες λόγω της ταχείας εξέλιξής τους σε καταστροφικά breakdown, που συχνά συνδέονται με την υποβάθμιση και την αποτυχία του συστήματος μόνωσης. Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει στην εφαρμογή ενός συνδυασμού καταπονήσεων στους πόλους στάτη με τύλιγμα ενός κινητήρα PMSM. Ο αντίκτυπος αυτών των καταπονήσεων θα αναλυθεί μέσω της χρήσης Frequency Response Analysis (FRA), διαγραμμάτων Nyquist και Dissipation Factor (tanδ). Ταυτόχρονα, αναπτύχθηκε ένα λεπτομερές ισοδύναμο κύκλωμα των πόλων υπό μελέτη για την πραγματοποίηση Frequency Response Analysis. Αυτό το κύκλωμα θα αποσαφηνίσει τον αντίκτυπο της εφαρμογής πολλαπλών ειδών καταπόνησης στις παραμέτρους του μοντέλου, διευκολύνοντας το προσδιορισμό της παραμέτρου που επηρεάζεται σε κάθε  κύκλο καταπόνησης.     

Abstract 

Fossil fuels are extensively utilized globally due to their high energy density; however, their combustion releases greenhouse gases, contributing to global warming and, as a result, climate change. Consequently, imperative measures to reduce their usage are achievable through transitioning to green energy. As part of this transition, there is widespread adoption of electric vehicles (EVs), with electric motors serving as their core components. Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSMs) are increasingly favoured in EVs due to their exceptional characteristics, including high torque density, elevated efficiency, and compact structure. Nevertheless, their lightweight and small size expose them to various stresses depending on application requirements, potentially resulting in progressive degradation and eventual failure. Stator faults, particularly, pose significant concerns in electric motors due to their rapid evolution into catastrophic breakdowns, often associated with insulation system degradation and failure. This master's thesis aims to apply a combination of stresses to the poles of a permanent magnet motor's stator poles with mounted armature coils. The impact of these stresses will be analysed through impedance spectroscopy employing Frequency Response Analysis (FRA), Nyquist diagrams, and the dissipation factor (tanδ). Concurrently, a detailed equivalent circuit of poles has been developed for impedance spectroscopy purposes. This circuit will clarify the impact of applying multiple stresses on the model's parameters, facilitating the identification of the affected parameter in each cycle of the multistress procedure.