project6

titel

ONTWERP EN BOUW VAN EEN MAGNETISCH LAGER (met inbegrip van positiemeting en sturing).

Probleemstelling

Voor hoge snelheden (bijv. 40.000 tr/min) zijn magnetische lagers bijna onontbeerlijk. Een eenvoudige vorm van een magnetisch lager bestaat uit een weekijzeren as die zich bevindt tussen drie of vier bekrachtigde polen. Die polen, wanneer bekrachtigd, zorgen voor een aantrekking van de as. De bekrachtiging van de polen gebeurt via een vermogenselektronische schakeling (bijv. hakker) die gestuurd wordt uit een stuurcircuit. Dit stuurcircuit moet de as zogoed mogelijk gecentreerd houden, via een terugkoppeling van een positiemeting.
Een magnetisch lager is duidelijk een actief element. Bij het ontwerp en de bouw ervan komt heel wat meer kijken dan alleen maar het elektromagnetisch aspect (dat op zichzelf natuurlijk ook belangrijk is): vermogenselektronische aspecten (voeding van de spoelen), elektronische aspecten (analoog en digitaal, voor de realisatie van de sturing en voor de positiemeting), regeltechnische aspecten.
De bedoeling van het project is het ontwerp en de bouw van een magnetisch lager, met inbegrip van de vermogenslektronische voeding van de polen, de positiemeting en de elektronische sturing. Voor de werkelijke bouw van de magnetische delen zal de werkplaats van ELMAPE instaan..

Einddoelstelling

Het te realiseren einddoel is een werkend prototype van het magnetisch lager. Deelaspecten in het ontwerp en de bouw zijn:

	literatuurstudie over magnetische lagers
	het magnetisch ontwerp met behulp van bijvoorbeeld het 2-D pakket MAGNET
	het ontwerp en de realisatie van de positiemeting
	het ontwerp van de regelkring
	het ontwerp en de realisatie van de vermogenselektronische sturing
	het ontwerp en de realisatie van de elektronische sturing (bijv. DSP)

Aangeboden ontwerpmiddelen

	voor magnetische aspecten: benaderend analytisch voorontwerp met finaal ontwerp met CAD-pakket (bijv. MAGNET)
	voor regeltechnische aspecten: analytisch voorontwerp met nadien simulatie (bijv. Matlab)
	voor vermogenselektronische aspecten: analytisch voorontwerp (inbegrepen: keuze van omzetter, spanningsniveau, ...) met nadien simulatie (PSPICE)
	elektronische aspecten: verschillende methoden voor positiemeting met elkaar vergelijken om een gemotiveerde keuze te maken; ontwerp en realisatie van de circuits voor signaalconditionering en AD-conversie.

Organisatievorm en begeleiding

wellicht zijn, na de literatuurstudie een beperkt aantal inleidingslessen noodzakelijk om de in de opleiding opgedane theoretische kennis te kunnen omzetten in een ontwerp. Voor die lessen evenals voor de begeleiding staan de in het begin vermelde ZAP-leden in, bijgestaan door een paar assistenten voor de dagdagelijkse hulp bij practische deelproblemen.

Promotoren

J. Melkebeek, L. Weyten, P. De Visschere, A. Van den Bossche, R. De Keyzer, P. De Baets

Aanspreekpunt

Prof. Jan Melkebeek (jan.melkebeek@ugent.be ), Lab for Electrical Machines and Power Electronics (ELMAPE), Sint-Pietersnieuwstraat 41, B-9000 Gent