Στην παρούσα διπλωματική εργασία σχεδιάστηκε με χρήση του προγράμματος OPERA Electromagnetic Design ένας Ασύγχρονος Τριφασικός Κινητήρας κλωβού σε δύο διαστάσεις και μελετήθηκε η συμπεριφορά αυτού και των χαρακτηριστικών ηλεκτρομαγνητικών μεγεθών του κατά την τοποθέτηση ημιμαγνητικών σφηνών στις αυλακώσεις του στάτη. Έγινε χρήση σφηνών διαφορετικού μεγέθους και κατασκευασμένων από ημιμαγνητικά υλικά. Έτσι, προέκυψαν τρεις (3) νέοι κινητήρες που στην έκταση της παρούσας εργασίας καλούνται ΄΄μοντέλα΄΄. Στη συνέχεια, με τη χρήση αυτών των μοντέλων έγινε Ηλεκτρομαγνητική Ανάλυση με τη Μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων (FEM-Finite Element Method or FEA-Finite Element Analysis) που χρησιμοποιεί το λογισμικό OPERA. Επίσης, μελετήθηκε η επίδραση που έχει το σχήμα και το υλικό κατασκευής των σφηνών στα ηλεκτρομαγνητικά μεγέθη και τη λειτουργική συμπεριφορά του κινητήρα. Τέλος, εξετάστηκαν οι επιδράσεις που επιφέρει το κλείσιμο του ανοίγματος των αυλακώσεων –συναρτήσει, πάντα, του μεγέθους/σχήματος των σφηνών- στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και στις χαρακτηριστικές του Ασύγχρονου Τριφασικού Κινητήρα. Εξετάστηκαν τόσο τα χωρικά και χρονικά μεγέθη, όσο και η συμπεριφορά αυτών στο πεδίο της συχνότητας (αρμονική ανάλυση – αρμονικό περιεχόμενο). Έγινε αξιοποίηση των γεωμετρικών και ηλεκτρικών χαρακτηριστικών ενός συγκεκριμένου τετραπολικού κινητήρα κλωβού, ισχύος 4kW, με 28 αυλακώσεις στο δρομέα και 36 αυλακώσεις στο στάτη. Ο σχεδιασμός των κινητήρων έγινε με τη συμβατική μέθοδο, ήτοι με χρήση των σχεδιαστικών εργαλείων που προσφέρονται μέσω της επιφάνειας εργασίας του προγράμματος και όχι με χρήση κώδικα. Πλεονέκτημα της μεθόδου αποτελεί το γεγονός ότι για τους τρεις κινητήρες που προέκυψαν με την τοποθέτηση των διαφόρων σφηνών δεν απαιτήθηκε εκ νέου σχεδιασμός, αλλά προσαρμογή της εκάστοτε χρησιμοποιηθείσας σφήνας στο αρχικό μοντέλο κινητήρα. Κατά τη μελέτη όλων των μοντέλων λάβαμε υπόψιν τόσο τη γραμμική όσο και τη μη γραμμική Β-Η χαρακτηριστική του σιδηρομαγνητικού υλικού. Η ανάλυση οδήγησε στο συμπέρασμα ότι με τη χρήση των κατάλληλων σφηνών μπορούμε να επιτύχουμε εξομάλυνση των κυματομορφών του ρεύματος και της ηλεκτρομαγνητικής ροπής και μείωση των ανώτερων αρμονικών. Όλα αυτά οδηγούν σε βελτίωση του βαθμού απόδοσης του κινητήρα. / The influence of semi-magnetic wedges on the electromagnetic variables and the harmonic content in 3-phase squirrel cage induction motors.

Les torches à arcs plasma sont actuellement utilisées dans de nombreuses applications industrielles. Une technologie plasma triphasée à électrodes en graphite est en cours de développement au Centre PERSEE MINES ParisTech. Cette technologie diffère sensiblement des technologies à courant continu traditionnelles et vise à dépasser certaines limites des systèmes actuels en termes de robustesse, de coûts d'équipement et d'exploitation pour des applications liées à conversion et la valorisation de biomasse et déchets. Dans le but d'améliorer la compréhension des phénomènes physiques instationnaires intervenant dans les décharges triphasées, une étude menée en parallèle sur les plans théorique et expérimental a été conduite en conditions non réactives (azote et gaz de synthèse). Sur un plan expérimental cette étude s'est appuyée sur des analyses réalisées avec une caméra ultra rapide (100 000 images par seconde) et l'analyse des signaux électriques. Sur un plan théorique cette étude a consisté à développer un modèle Magnéto-Hydro-Dynamique (MHD) 3D instationnaire de la zone d'arc dans l'environnement du logiciel Code Saturne® et à effectuer une étude paramétrique basée sur le courant, la fréquence et le débit de gaz plasma. Deux configurations : électrodes coplanaires et parallèles ont été étudiées. Cette étude a permis de mettre en avant l'influence des phénomènes électromagnétiques et hydrodynamiques sur le déplacement de l'arc. Dans le cas coplanaire les jets aux électrodes semblent jouer un rôle prépondérant sur le mouvement des arcs, les transferts de chaleur dans l'espace inter électrode et l'amorçage des arcs. Dans le cas parallèle le mouvement des canaux chauds semble être le paramètre dominant. La confrontation des résultats théoriques et expérimentaux a montré un très bon accord à la fois au niveau du mouvement des arcs et des signaux électriques. / Arc plasma torches are widely used in industrial applications. A 3-phase AC plasma technology with consumable graphite electrodes is under development at PERSEE MINES - ParisTech. This technology noticeably differs from the classical DC plasma torches and aims at overcoming a number of limits of plasma systems in terms of reliability, equipment and operating costs. In order to improve the understanding of the unsteady physical phenomena in such plasma systems, a theoretical and experimental study is conducted under non reactive condition (nitrogen, syngas). Experimental study is based on high speed video camera (100 000 frames per second) and electrical signal analyses. Theoretical analysis is based on 3D unsteady Magneto-Hydro-Dynamic (MHD) model of the arc zone using CFD software Code_Saturne®, by a parametric study based on current, frequency and plasma gas flow rate influence. Two configurations: coplanar and parallel electrodes are studied. These studies highlight the influence of electromagnetic and hydrodynamic phenomena on the arc motion. In coplanar electrode configuration, electrode jets appear to be the dominant parameter on the arc motion, heat transfer and arc ignition. In the parallel electrodes configuration, the motion of the hot channel seems to be the key parameter. Comparison between MHD modeling and experimental results shows a fair correlation, both in accordance with the arc behavior and the electrical waveform.

S postupom času sa elektrotechnicky průmysl posouval dopředu. Přišel rozvoj v automobilovém průmyslu, leteckém průmyslu, navigácí a dalších odvětvích. S rozvojem automobilového a leteckého průmyslu se zvětšila potřeba pro motory s vyskou spolehlivostí. Tenhle fakt zapříčinil rozvoj motorů s vćero fázami. Tyto stroje mají za úkol zvýšiť spolehlivost ale zároveň zachovat/zvýšit výkon stroje.

Multi-core processors have emerged as an effective solution for handling complex tasks that cannot be efficiently processed by unicore processors. Their usage is driven by the potential to achieve high processing power while minimizing power consumption. However, the conventional multi-core hardware design poses a major challenge in the real-time community due to its inability to provide strict timing guarantees. Customized hardware platforms can be utilized to achieve timing predictability, but they are expensive and difficult to obtain. A cost-effective alternative to customized platforms is commercial-off-the-shelf (COTS) products, which are universal and easily accessible, but they still suffer from timing unpredictability. To address this, memory-centric scheduling can be employed by partitioning the total task execution into distinct memory and computation phases and restricting shared memory access to be exclusive. This study presents a 3-phase task execution framework on the RP2040 multi-core platform to eliminate memory contention and ensure predictable application development. The framework uses custom memory management for each core, specified by the linker script, and a template is provided to create tasks compliant with the phased execution. Four kernel benchmarks, created from the TACLeBench benchmark suite, are used to evaluate the framework. The tasks are statically scheduled and run for ten hyperperiods. The results indicate that the custom memory configuration achieves a setup where no contested accesses occur, resulting in no unexpected variations in total task execution timing, thereby achieving timing predictability on an RP2040. / Flerkärniga processorer har visat sig vara en effektiv lösning för att hantera komplexa uppgifter som inte kan behandlas effektivt av enkärniga processorer. Användningen av dem drivs av möjligheten att uppnå hög bearbetningskapacitet samtidigt som strömförbrukningen minimeras. Den konventionella hårdvarudesignen för flerkärniga processorer utgör dock en stor utmaning för realtidssamhället på grund av dess oförmåga att ge strikta tidsgarantier. Anpassade hårdvaruplattformar kan användas för att uppnå förutsägbarhet i fråga om tidtabell, men de är dyra och svåra att få tag på. Ett kostnadseffektivt alternativ till skräddarsydda plattformar är COTSprodukter (Commercial-off-the-shelf), som är universella och lättillgängliga, men som fortfarande lider av oförutsägbarhet i fråga om timing. För att lösa detta kan man använda minnescentrerad schemaläggning genom att dela upp den totala utförandet av uppgiften i olika minnes- och beräkningsfaser och begränsa åtkomsten till delat minne till att vara exklusiv. I den här avhandlingen presenteras ett ramverk för trefasigt uppgiftsutförande på RP2040-plattformen med flera kärnor för att eliminera minneskonflikter och säkerställa förutsägbar programutveckling. Ramverket använder anpassad minneshantering för varje kärna, som specificeras av länkningsskriptet, och en mall tillhandahålls för att skapa uppgifter som är förenliga med den fasvisa utförandet. Fyra kärnreferensmärken (benchmarks), som skapats från TACLeBench benchmark suite, används för att utvärdera ramverket. Uppgifterna är statiskt schemalagda och körs under tio hyperperioder. Resultaten visar att den anpassade minneskonfigurationen ger en inställning där inga ifrågasatta åtkomster förekommer, vilket resulterar i inga oväntade variationer i den totala tidsåtgången för utförandet av uppgifterna, vilket gör att tidsåtgången är förutsägbar på en RP2040.

This thesis is focused on a creating supporting drivers and algorithms for electrical motor control using CPU TriCore TC275 CA. The first part is devoted to processor description and selected peripherals, which are A/D converter, a timer for creating the PWM signals and the second timer for processing singnals from encoder. All drivers are tested on an aplication kit, which is equipped with TC275 CA processor. The second part analyzes the measurement quality of GMR sensor TLE5009. Special testbench was prepared for sin cos data capturing and for their comparison with precise encoder position measurement. It was composed from DC motor having both sensor types on commons shaft. Data are acquired using LabView. Subsequently, it analyzes the sensor data, their compensation and subsequent comparison with measured data from the encoder.