Projekti / Programi
Napredni pristopi načrtovanja, modeliranja in optimizacije po meri prilagojenih magnetnih materialov za vgradnjo v električne naprave, izdelanih s postopki dodajnih tehnologij
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.12.00 |
Tehnika |
Električne naprave |
|
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
elektromagnetne naprave, modeliranje, načrtovanje, optimizacija, izgube energije, magnetna histereza, pulzno širinska modulacija, vrtilno magnetno polje, izdelava magnetnih materialov z dodajnimi tehnologijami, selektivno lasersko taljenje, električna pločevina po meri
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
28. november 2023;
A3 za obdobje
2017-2021
Podatki za razpise ARIS (
04.04.2019 - Programski razpis,
arhiv
)
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
610 |
9.128 |
7.387 |
12,11 |
| Scopus |
727 |
11.366 |
9.239 |
12,71 |
Raziskovalci (15)
Organizacije (2)
Povzetek
Predlagana raziskava bo obravnavala enega najkompleksnejših interdisciplinarnih izzivov na področju znanosti o materialih, metalurgije in načrtovanja elektromagnetnih naprav: »Kako v celoti izkoristiti in prilagoditi magnetne lastnosti materialov za načrtovanje najboljših možnih elektromagnetnih naprav z vidika prihrankov energije, materiala in pri stroških?« Nujno je poiskati nove poti za premostitev velike vrzeli med metalurškim izdelkom (tj. silicijevo elektropločevino, trajnimi magneti itn.), proizvodnjo magnetnih jeder (s štancanjem, laserskim rezanjem in drugimi postopki obdelave), in sodobnimi pristopi načrtovanja elektromagnetnih naprav. Konvencionalni postopek izdelave magnetnega jedra za elektromagnetne naprave je dolg, tog, energetsko, materialno in stroškovno intenziven, do neke mere pa celo poslabšuje ključne elektromagnetne lastnosti materiala. Za postopek ocenjujemo, da je dosegel fazo zrelosti in zato ne obeta več veliko možnosti za izboljšave. Lastnosti vgrajenih materialov in komponent so omejene z osnovnimi fizikalnimi zakoni (proizvodnih) procesov in jih ni mogoče prilagajati po meri. Pri načrtovanju elektromagnetnih naprav te lastnosti predstavljajo večinoma nefleksibilne vhodne podatke. Na drugi strani, se pri načrtovanju za opisovanje raznolikih in zapletenih fizikalnih mehanizmov v različnih magnetnih materialih in komponentah pogosto uporabljajo zelo poenostavljene metode. Omejitve uporabe in netočnosti najsodobnejših metod so splošno priznane, vendar še vedno v rabi zaradi izjemno zapletene narave obravnavanih problemov. To otežuje modeliranje, načrtovanje in optimizacijo elektromagnetnih komponent in naprav ter ovira njihovo večjo uporabnost. Prav tu obstaja velik potencial za premostitev predstavljenih omejitev konvencionalnih postopkov načrtovanja in izdelovanja elektromagnetnih naprav. Izdelavo naprednih magnetnih materialov in komponent ter zasnovo nove generacije lahkih, ultraučinkovitih električnih strojev bi lahko revolucionirali s 3D tiskanjem materialov kompleksnih geometrij z ničelnim odpadom materiala, brez robnega učinka, z bistveno nižjim številom delov in časom izdelave. To bi omogočilo predelavo tudi visokosiliciranih zlitin in prihranek materialov, zlasti kritičnih surovin, kot so redke zemlje. Projekt bo obsegal raziskave novih, obetavnih tehnologij za izdelavo magnetnih jeder po meri, z uporabo dodajnih tehnologij in selektivnega laserskega taljenja (DT-SLT). Za raziskovanje naprednih magnetnih materialov izdelanih z DT-SLT je potreben celostni, interdisciplinarni pristop in poglobljeno razumevanje zapletenih temeljnih zakonitosti s področij metalurgije/znanosti o materialih ter elektromagnetike/načrtovanja elektromagnetnih naprav. Razvili bomo ustrezne, izboljšane modele dinamične magnetizacije in izgub energije za opis lastnosti magnetnih komponent. Posledično bomo z uporabo postopkov načrtovanja nove generacije dobili bistveno natančnejše informacije o zahtevanih magnetnih lastnostih magnetnih materialov, kar bomo uporabili za 3D tiskanje magnetnih materialov in komponent, izdelanih po meri. Glavni cilj projekta je razvoj novih postopkov za izdelavo mehkomagnetnih materialov na osnovi zlitin Fe-Si-X (X = Al, Mn in/ali P, Sn, Sb…), ki bodo omogočili razvoj specifičnih elektromagnetnih lastnosti in geometrij, prilagojenih načrtovanim električnim napravam. To vključuje tudi analizo in optimizacijo DT-SLT postopkov magnetnih materialov in komponent v okviru opisanega interdisciplinarnega pristopa. Rezultati raziskovalnega dela bodo omogočili izdelavo in optimizacijo naprednih magnetnih materialov in komponent ter optimalnejše načrtovanje, ki vodi do večje učinkovitosti elektromagnetnih naprav v smislu čiste energije, manjšega vpliva na podnebne spremembe, inovativnih materialov ter odgovorne porabe in proizvodnje.
