FEA

Het motorteam heeft in september 2008 het ontwerp van de PMSM motor afgerond. Deze motor wordt gebruikt in combinatie met de PMSM controller. Deze zal in het tweede kwartaal van 2009 het licht. De bouw van de SRM (Switched Reluctance) motor staat ook voor het eerste kwartaal van 2009 op de planning; de VISION GT wordt met deze motor uitgerust. De SRM motor is de ultieme motor qua levenscycluskost; hoewel deze niet de hoogste energie efficiëntie van alle motoren heeft – Brushless DC en PMSM motor zijn het meest efficiënt – is deze in productie en recyclage qua milieu impact voorlopig onverslagen.

Maarten Vanhove en Thomas Gheysen werken samen aan de Geschakelde Reluctantie Motor voor de Vision GT. Deze 30 kW motor wordt volledig zelf ontworpen en onderzocht in het kader van het vds-project en natuurlijk kaderen de eigenschappen van de motor in het milieuvriendelijke aspect van het project. Door gebrek aan zeldzame metalen (magneten) en een uiterst robuuste constructie heeft deze motor een voortreffelijke Levens Cyclus Kost.

Op dit moment zitten Thomas en Maarten in de afronding van de fase ‘Geometrische Aanpassingen’. Dit wil zeggen dat het geometrisch design van de motor zo goed als af is en dat er binnenkort een thermische analyse zal plaatsvinden. De eigenlijke bouw van de motor is niet meer zo ver weg!

Natuurlijk is er ongelooflijk veel werk vooraf gegaan. Het motorteam is, na een uitgebreide literatuurstudie, begonnen met een analytisch rekenprogramma te ontwerpen waar op een gemakkelijke en snelle manier een eerste beeld kan gevormd worden van het gemiddeld koppel dat de motor zal opwekken. Op deze manier kan men een ruwe schatting maken van de eerste afmetingen van de motor.

Na deze eerste schatting is het natuurlijk tijd om deze te gaan verifiëren in een eindig elementenpakket. Het motorteam gebruikt de software Magnet® (met dank aan Esat). Via deze software kunnen ongelooflijk veel geometriën worden getest, met name aanpassingen van rotor en stator hoeken, luchtspleetbreedte, afronding van statorpolen, etc.

Bekijk alle berichten van het motorteam.

Tijdens het schooljaar ‘07-’08 hebben we ons met het frameteam toegespitst op unisotrope materialen. In mensentaal komt dit neer dat we een frame hebben geoptimaliseerd uit staal en aluminium. Stijn ontfermde zich over het tekenwerk. Hij deed het grootste deel van het CAD- werk. Jan leerde met de hulp van Pieter R. enthousiast werken met het eindig elementen programma Hyperworks van Altair. Zo kon Jan berekenen hoe ons frame er uitzag, en wat de optredende krachten waren.

In de zomer zijn we dan naar het verre Turijn vertrokken in Italië om ons frame te realiseren. Met onze truck volgeladen met materiaal, powertools en andere nuttige dingen konden we logeren in de studentenresidentie van de universiteit van Turijn. Samen met alle andere VDS teams konden we alles nog eens nakijken en onze wagen daadwerkelijk bouwen. Terwijl Stijn en Jan nog enkele aanpassingen maakten aan het design, en nog eens alles herberekenden konden we al aan de slag in het bedrijf Landra. Thijs en Pieter werkten er samen met andere teams aan de VISION 200. Het resultaat kan u zien op de homepage van deze site.

Het nieuwe schooljaar (‘08-’09) startte en vanaf nu richt het frameteam zich op composieten. We willen wel eens nagaan wat we met dit veelbelovende materiaal kunnen realiseren en wat de implicaties hiervan zijn. Dit brengt heel veel extra werk met zich mee en het frameteam vond 3 nieuwe enthousiaste teamleden; Pieter Jan, Reinout en Pieter W.

Iedereen heeft ook dit jaar zijn specifieke taken: Pieter Jan onderzoekt samen met Thijs naar de mogelijkheden voor ons frame met composieten materialen terwijl Reinout hiervan de eindig elementen berekeningen op zich neemt. Pieter W. werkt samen met LMS aan een multibody simulatie van het frame die ons in de toekomst zeer veel tijd zal besparen. Stijn en Jan blijven doorwerken aan het aluminium frame als referentie zodat we ten alle tijden onze resultaten kunnen vergelijken.

Daarnaast helpt onze Chinese collega Jiang Lifeng ons met de levenscyclusanalyse en in een later stadia de crashbestendigheid.

Het frameteam is een zeer verscheidene groep met elk zijn kwaliteiten en gebreken maar met een enorm potentieel! Deze groep kan het verschil maken. Daar ben ik zeker van!

Thijs Herteleer, frame manager

Na een zeer uitgebreide literatuurstudie begonnen Maarten en Thomas aan hun zware taak: ontwerp van een SRM (switched reluctance motor) voor de hybride wagen. De afloop van hun project wordt gepland midden 2009.

Maar hoe ga je nu in godsnaam aan zoiets beginnen? Een kort overzicht van het designalgoritme:

1. Analytisch. De motor wordt volledig analytisch beschreven. Dit houdt in dat ze twee verschillende toestand beschrijven. De gealigneerde positie en de ongealigneerde positie (beide zijn te bewonderen in figuur 1). Aanvankelijk werd het analytisch rekenprogramma Maple gebruikt, maar door het grote aantal iteraties die ze moesten uitvoeren bleek een geautomatiseerd LabVIEW algoritme de beste keuze. Het uiteindelijk algoritme is iets te uitgebreid om hier te laten zien, maar het frontpanel van het programma zie je op figuur 2.
Uit deze berekeningen vinden we uiteindelijk een ruwe schatting van de dimensies. Deze gegevens worden dan natuurlijk gebruikt in fase 2.

2. FEA: Eindige Elementen Analyse. Tegenwoordig wordt bijna alles berekend door computers en eindige elementen pakketten zijn hierbij zeer handig. Zij opteerden voor het pakket MagNET van Infolytica. Dit is een FEA-pakket die de magnetische kant van het design volledig voor zich neemt. Hierin staken we dan natuurlijk onze eerder gevonden dimensies om alles een keer te verifiëren. Uit dit programma zal binnenkort het definitieve model van hun motor komen.

3. Eenmaal alles is berekend en gesimuleerd kunnen ze beginnen aan de eigenlijke bouw van de motor.

Op dit moment zitten ze volop in de tweede fase, de tutorials van MagNET zijn al volledig verteerd en ze zijn nu bezig verschillende combinaties van dimensies te verifiëren.