Taajuusmuuttajaohjattu kestomagneettitahtikone opetuslaboratoriokäytössä

Kestomagneettien kehittyminen on mahdollistanut sähkökoneen rakentamisen perinteisistä menetelmistä poiketen ja on samalla luonut uudenlaisia ominaisuuksia ja käyttökohteita. Erityisesti kestomagneettitahtikone (PMSM) on kasvattanut suosiota hyvän hyötysuhteen ja luotettavuuden myötä. Työssä esitellään kestomagneettitahtikonetta sen rakenteen ja toimintaperiaatteen avulla. Tarkastellaan kestomagneettien kehitystä ja tulevaisuuden näkymiä. Perehdytään myös taajuusmuuttajaan, mitä käytetään yleensä kestomagneettitahtikoneen ohjaukseen. Lisäksi esitetään taajuusmuuttajan erilaisia säätötapoja. Työn kokeellisessa osuudessa yliopiston opetuslaboratorioon kehitetään koneikko, jonka avulla tutkitaan kestomagneettitahtikoneen toimintaan osana sähkökäyttöä. Työn tavoitteena on selvittää PMSM:n ominaisuuksia sekä suunnitella sähkötekniikan työkurssille soveltuva mittaussarja, mikä johdattaa opiskelijat tässä työssä käsiteltyihin aihealueisiin.

The development of permanent magnets has made possible the construction of an electrical machine unlike traditional methods creating new characteristics and applications for electrical machine. In particular, the permanent magnet synchronous machine (PMSM) has become more popular due to its high efficiency and reliability. This thesis introduces the permanent magnet synchronous machine by exploring its structure and operation principle. Permanent magnets development and future prospects are considered. In addition, frequency converter is explored in detail, which is typically used to control the permanent magnet synchronous machine. Moreover, here is shown different kinds of control methods for frequency converter. In practical part of this thesis is developed machinery to the university's teaching laboratory, to test PMSM as a part of the electrical drive. The goal in this thesis is to study characteristics of the PMSM and design suitable measurement series to the laboratory course of electrical engineering, which will guide students to explore the topics of this thesis.