XIX Sympozjum Srodowiskowe PTZE - materialy.pdf

XIX Sympozjum PTZE, Worliny 2009
ANALIZA EFEKTYWNOŚCI
METOD OPTYMALIZACYJNYCH
W PROCESIE PROJEKTOWANIA SILNOPRĄDOWYCH
URZĄDZEŃ PRZESYŁOWYCH
Wstęp
Karol Bednarek, Jarosław Jajczyk
Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej
Projektowanie oraz konstruowanie nowoczesnych układów i urządzeń elektrycznych związane
jest ze stosowaniem skomplikowanych obliczeń elektromagnetycznych i elektrodynamicznych
oraz wykorzystaniem odpowiednich technik optymalizacyjnych. W pracy przeanalizowano
rezultaty obliczeń uzyskane podczas optymalizacji geometrii trójfazowego nieekranowanego
toru wielkoprądowego o izolacji stałej. Zastosowano metody deterministyczne: Gaussa-Seidela,
gradientu prostego, gradientu sprzężonego oraz jako niedeterministyczną zmodyfikowaną
metodę algorytmu genetycznego i badano ich efektywność w rozwiązywaniu postawionego
zadania. Przedstawiono model obliczeniowy wielkości elektrodynamicznych opisujących
stan układu, stanowiących ograniczenia włączone do funkcji celu. Zamieszczono
wyniki obliczeń i skomentowano uzyskane rezultaty.
Zarys obliczeń elektrodynamicznych i optymalizacyjnych
Obiektem podlegającym procesowi optymalizacji jest tor wielkoprądowy płaski, zbudowany
z trzech przewodów fazowych o przekroju prostokątnym w izolacji z żywic epoksydowych.
Celem optymalizacji jest minimalizacja kosztów zużycia materiałów w procesie produkcji
i kosztów strat energii podczas eksploatacji tych urządzeń. Funkcja celu jest funkcją zmiennych
geometrycznych, które wpływają na wielkość pola przekroju poprzecznego szynoprzewodu
(nakłady inwestycyjne kinwest.) oraz na wartość strat mocy czynnej w określonym czasie
ich użytkowania (koszty eksploatacyjne keksploat.). Ograniczeniami (włączonymi do funkcji
celu) w procesie optymalizacyjnym są dopuszczalne parametry elektrodynamiczne w układzie
(temperatury przewodów TCmax i izolatora TImax, naprężenia elektryczne Emax, siły elektrodynamiczne
Fmax) oraz wymagania norm.
23