Συντάχθηκε 20-04-2026 09:35
Τόπος: Λ - Κτίριο Επιστημών/ΗΜΜΥ, 141Π-36,141Π-37
Έναρξη: 30/04/2026 09:00
Λήξη: 30/04/2026 10:00
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Μιχαήλ - Μάριου Χανιώτη
με θέμα
Αναλυτική Μοντελοποίηση Σύγχρονης Γεννήτριας Μονίμων Μαγνητών υπό Υγιή και Εσφαλμένη Λειτουργία με την Μέθοδο των Μαγνητικών Κυκλωμάτων
Analytical Modeling of Synchronous Permanent Magnet Generator under Healthy and Faulty Operation via Magnetic Equivalent Circuits
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Κωσταντίνος Γυφτάκης (επιβλέπων)
Επίκουρος Καθηγητής Γεώργιος Πέππας
Δρ Ελευθερία Σεργάκη (ΕΔΙΠ)
Περίληψη
Καθώς η παγκόσμια ζήτηση για ενέργεια συνεχίζει να αυξάνεται, η ανάπτυξη τεχνολογιών παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος υψηλής απόδοσης και αξιοπιστίας κρίνεται εξαιρετικά κρίσιμη. Οι Μηχανές Μόνιμου Μαγνήτη (PMMs) αποτελούν μια κορυφαία λύση λόγω της ανώτερης απόδοσης και του συμπαγούς σχεδιασμού τους. Ωστόσο, το υψηλό κόστος των μαγνητών σπάνιων γαιών και ο κίνδυνος λειτουργικών σφαλμάτων καθιστούν αναγκαία την ανάπτυξη ακριβών και χρονικά αποδοτικών προγνωστικών μοντέλων για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης και τη διασφάλιση της αξιοπιστίας.
Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει ένα γενικευμένο αναλυτικό πλαίσιο για τη μοντελοποίηση και την ανάλυση των Μηχανών Μόνιμου Μαγνήτη με βάση τη μέθοδο των Μαγνητικών Ισοδύναμων Κυκλωμάτων (MEC). Η προτεινόμενη προσέγγιση αναπαριστά την ηλεκτρομαγνητική γεωμετρία της μηχανής ως ένα δίκτυο μαγνητικών αντιδράσεων (reluctances) και πηγών μαγνητοκινητικής δύναμης, αποτυπώνοντας την κατανομή της μαγνητικής ροής και τις μη γραμμικότητες των υλικών με υψηλή ακρίβεια.
Η αποτελεσματικότητα αυτής της μεθοδολογίας επικυρώνεται μέσω μιας ολοκληρωμένης σύγκρισης με τη Μέθοδο Πεπερασμένων Στοιχείων (FEA) και εναλλακτικές αναλυτικές μεθόδους. Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν την ικανότητα της προσέγγισης MEC να παρέχει αξιόπιστες προβλέψεις απόδοσης με σημαντικά μειωμένη υπολογιστική προσπάθεια σε σύγκριση με τις αριθμητικές τεχνικές. Αυτά τα ευρήματα αποδεικνύουν ότι το προτεινόμενο μοντέλο αποτελεί ένα πολύτιμο εργαλείο για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού σε αρχικό στάδιο, την παραμετρική ανάλυση και την ανάπτυξη προηγμένων συστημάτων παρακολούθησης κατάστασης (condition monitoring) για τις σύγχρονες ηλεκτρικές μηχανές.
Abstract
As global energy demand continues to rise, the development of highly efficient and reliable electrical power generation technologies is critical. Permanent Magnet Machines (PMMs) represent a leading solution due to their superior efficiency and compact design. However, the high cost of rare-earth magnets and the risk of operational faults necessitate the development of accurate, time-efficient predictive models to optimize performance and ensure reliability.
This thesis presents a generalized analytical framework for the modeling and analysis of PMMs based on the Magnetic Equivalent Circuit (MEC) method. The proposed approach represents the machine's electromagnetic geometry as a network of reluctances and magnetomotive force sources, capturing magnetic flux distribution and material non-linearities with high precision.
The effectiveness of this methodology is validated through a comprehensive comparison with Finite Element Analysis (FEA) and alternative analytical methods. The results highlight the capability of the MEC approach to provide reliable performance predictions with significantly reduced computational effort compared to numerical techniques. These findings demonstrate that the proposed model is a valuable tool for early-stage design optimization, parametric analysis, and the development of advanced condition monitoring systems for modern electrical machines.
