Custom Design and Analysis of Modular High Voltage DC Generator
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2623213Utgivelsesdato
2019Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Denne masteroppgaven er skrevet som en del av den første fasen til ModHVDC-generatorprosjektet, som er planlagt å utgjøre et EU-finansiert prosjekt med deltakere fra flere ulikeland og institusjoner. Målet med ModHVDC teknologien er å matche det fremtidigestrømnettet som skal baseres på likestrøm for langdistanse energitransport. Arbeidet somligger til grunn for denne oppgaven er et bidrag til en iterasjonsbasert designprosess avgeneratorkjernen, der et enkelt Engineer-to-Order-system har blitt utviklet i Siemens NX.
To generatorkonsept har blitt valgt, basert på kravene som foreligger i prosjektforslaget tilModHVDC og en studie av tradisjonelle elektriske maskiner. De to konseptene har deretterblitt parametrisk modellert og presentert i en skreddersydd brukermeny, basert på verktøyet”Product Template Studio” i Siemens NX. En løsning for automatisk genering av produksjonsunderlaghar også blitt implementert, basert på parametriske tegnings-maler som harblitt laget for hver generatorkomponent. Tegningene kan eksporteres direkte fra brukermenyentil PDF-format ved hjelp av et program som er skrevet basert på NX sitt API, NXOpen. Videre har også maler for automatiske modalanalyser blitt laget og implementertfor begge konsepter. Disse gjør det mulig å utføre modalanalyser på innfestningsmekanismentil statoren, uten behov for manuell pre-prosessering av modellen. For å håndtere denautomatiske pre-prosesseringsprosessen har et NX Open-script blitt skrevet for hvert av deto konseptene, som påsetter materialer og mesh-egenskaper for de ulike komponentene,basert på enkel input i brukermenyen.Til slutt har systemet blitt validert ved å teste en rekke ulike generatorkonfigurasjoner.Metodene som er brukt i denne løsningen presenteres i oppgaven. This thesis is written as part of the first phase for the ModHVDC generator project, whichis planned to constitute an EC funded project with stakeholders from several countries andinstitutions. The ModHVDC generator technology aims to match the future power gridsthat will operate with direct current (DC) for long-distance energy transportation. Thework is a contribution towards an iteration-based design process of the generator core, bycreating a simple Engineer-to-Order system within Siemens NX.
Two generator concepts have been chosen, based on the requirements from the ModHVDCproject proposal and a study of traditional electrical machines. Furthermore, the selectedconcepts have been parametrically modelled and presented in a tailor-made user menu,based on Product Template Studio within Siemens NX. Automatic generation of manufacturingdrawings has been implemented to the product template, by creating parametricallycontrolled drawing templates for each generator component. The drawings can be exporteddirectly to PDF from the product template menu, using an executable program thatis written based on the NX Open API. Modal analysis templates have also been createdfor both concepts, making it possible to run modal analyses on the stator fastening mechanismwithout having to manually pre-process the FE-model. To deal with the automaticpre-processing, a NX Open script has been written for each concept, which applies thedesired materials and mesh parameters based on simple user input in the template menu.Finally, the system has been validated by testing several different generator configurations.The methods used in this solution will be presented in the thesis.