Productization of a high-speed solid rotor induction motor prototype

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Ikäheimo, Jouni
dc.contributor.author Bernas, Madeleine
dc.date.accessioned 2014-10-03T07:44:56Z
dc.date.available 2014-10-03T07:44:56Z
dc.date.issued 2014-09-22
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/14129
dc.description.abstract Productization is the art of developing a customized product, service or prototype into a standardized marketable and commercialized product. In this thesis a high-speed induction motor prototype is designed for manufacturing. The motor has an output power of 86 kW, rotational speed of 21000 rpm and IEC frame size 160. The motor has a copper coated solid rotor concept, hybrid bearings and a totally enclosed air cooling system. High-speed motor systems provide advantages as improvement of over-all efficiency and reliability in comparison to conventional systems by eliminating the gear box normally used for applications requiring high-speed. In the literature study mechanical restrictions and design considerations due to high rotational speed and centrifugal forces on machine elements are reviewed. Different machine elements are presented as alternatives for high-speed motor components. To construct a profitable product from manufacturing point of view a concurrent engineering philosophy and DFMA method is adopted. The system of hybrid bearings was retained and the bearing support parts design was reconstructed by reconsidering necessity of the tolerances and altering unnecessarily tight tolerances. It was decided that the bearing end shields and the motor frame foot should be incorporated into one part and produced by casting iron in serial production. Prototype evaluation concludes that a standard stator frame can be used and several rotor concepts were evaluated. The potential for reducing the manufacturing costs of the prototype motor are substantial. However, regarding the rotor concepts more development needs to be done to ensure a functional rotor concept. en
dc.description.abstract Työn tavoitteena oli tuotteistaa suurnopeussähkömoottorin prototyyppi sarjatuotantoa varten. Lähtökohteena oli 86kW:n suurnopeusmoottori, jonka pyörimisnopeus on 21000 r/min ja IEC runkokoko 160. Moottorilla on kuparipinnoitettu massiiviroottori roottorikonseptina, hybridilaakereita ja ilmajäähdytys. Suurnopeusteknologia mahdollistaa paremman kokonaishyötysuhteen ja kestävämmän järjestelmän poistamalla perinteisesti käytetty vaihteisto suurta pyörimisnopeutta vaativissa sovelluksissa. Suuri pyörimisnopeus ja keskipakovoimien vaikutus suurnopeusmoottorissa aiheuttaa mekaanisia rajoituksia sekä erilliskomponenttien tarvetta. Kirjallisuustutkimuksessa esitellään eri komponenttivaihtoehtoja suurnopeusmoottorin kone-elimistöön. Tuotteistamisprojektissa käytetään rinnakkaissuunnittelun ja DFMA:n periaatteita. Laakerointiosien toleranssien tarkkuus sekä roottorikonsepti on arvioitu uudestaan ja laakerikilvet ovat yhdistetty staattorirungon jalkaan. Standardistaattorirunko sekä alunperäiset hybridilaakerit soveltuvat käytettäväksi sarjatuotantomoottorissa prototyyppimoottorin evaluoinnin mukaan. Moottorin sarjatuotannon kustannukset ovat merkittävästi pienempiä verrattuna prototyyppimoottoriin tuotantokustannuksiin, mutta tarvitaan kuitenkin lisätuotekehitystä saavuttaakseen kannattavan hintalaatusuhteen. fi
dc.format.extent 95
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Productization of a high-speed solid rotor induction motor prototype en
dc.title Suurnopeusmoottorin prototyypin tuotteistaminen sarjatuotantoon fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword high-speed technology en
dc.subject.keyword electric motors en
dc.subject.keyword productization en
dc.subject.keyword concurrent engineering en
dc.subject.keyword DFMA en
dc.subject.keyword dimensional and geometrical tolerancing en
dc.subject.keyword suurnopeustekniikka fi
dc.subject.keyword sähkömoottori fi
dc.subject.keyword tuotteistaminen fi
dc.subject.keyword rinnakkaissuunnittelu fi
dc.subject.keyword DFMA fi
dc.subject.keyword mitta- ja geometrinen tolerointi fi
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201410062748
dc.programme.major Koneensuunnittelu fi
dc.programme.mcode K3001 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Ekman, Kalevi
dc.programme Konetekniikan koulutusohjelma fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account