Análisis y mediciones electromagnéticas y mecánicas de motores de imán permanente interior basados en el método de circuito magnético equivalente
Autores: Lee, Young-Keun; Bang, Tae-Kyoung; Jo, Seong-Tae; Kim, Yong-Joo; Shin, Kyung-Hun; Choi, Jang-Young
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis y mediciones electromagnéticas y mecánicas de motores de imán permanente interior basados en el método de circuito magnético equivalente
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Análisis de campo magnético
Motor IPM
Método del circuito magnético equivalente
Saturación magnética
Forma del rotor
Distribución de tensiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre el análisis del campo magnético de un motor de imán permanente interior (motor IPM) utilizando el método del circuito magnético equivalente (método EMC), que requiere una pequeña cantidad de tiempo de cálculo en comparación con el método de elementos finitos (FEM). Los motores IPM tienen una forma específica de rotor en la que se incrustan los imanes permanentes. Por lo tanto, en la región del puente, se genera saturación magnética debido a la forma del imán permanente, lo que afecta la distribución de la densidad de flujo magnético en el espacio de aire y las características del motor IPM. Así, para diseñar un motor IPM, se deben considerar los efectos de saturación magnética junto con la forma del rotor. Además, dado que el rotor del IPM gira a alta velocidad directamente en conexión con la carga, el estrés generado en el rotor debe distribuirse de manera estable. En consecuencia, según las características de la forma del rotor del IPM, el estrés se concentra en la delgada región del puente durante la rotación a alta velocidad. Cuando el estrés generado en la región del puente excede el estrés de rendimiento del material del núcleo de hierro del rotor, la parte del puente se destruye. Por lo tanto, es importante analizar el estrés que ocurre en el rotor durante la rotación a alta velocidad en la etapa de diseño del rotor del IPM. En este estudio, analizamos las características del campo magnético de un motor IPM utilizando su circuito magnético equivalente, considerando la saturación magnética en la región del puente. La estabilidad del rotor se determinó presentando un factor de seguridad basado en el estrés máximo generado en el rotor para cada velocidad. Derivamos la frecuencia natural del estator para evaluar la posibilidad de resonancia entre la frecuencia eléctrica y la frecuencia natural del estator. Finalmente, se verificó la validez del circuito magnético equivalente construido comparando los resultados con los obtenidos a través del análisis FEM y experimentos.
Descripción
Este documento trata sobre el análisis del campo magnético de un motor de imán permanente interior (motor IPM) utilizando el método del circuito magnético equivalente (método EMC), que requiere una pequeña cantidad de tiempo de cálculo en comparación con el método de elementos finitos (FEM). Los motores IPM tienen una forma específica de rotor en la que se incrustan los imanes permanentes. Por lo tanto, en la región del puente, se genera saturación magnética debido a la forma del imán permanente, lo que afecta la distribución de la densidad de flujo magnético en el espacio de aire y las características del motor IPM. Así, para diseñar un motor IPM, se deben considerar los efectos de saturación magnética junto con la forma del rotor. Además, dado que el rotor del IPM gira a alta velocidad directamente en conexión con la carga, el estrés generado en el rotor debe distribuirse de manera estable. En consecuencia, según las características de la forma del rotor del IPM, el estrés se concentra en la delgada región del puente durante la rotación a alta velocidad. Cuando el estrés generado en la región del puente excede el estrés de rendimiento del material del núcleo de hierro del rotor, la parte del puente se destruye. Por lo tanto, es importante analizar el estrés que ocurre en el rotor durante la rotación a alta velocidad en la etapa de diseño del rotor del IPM. En este estudio, analizamos las características del campo magnético de un motor IPM utilizando su circuito magnético equivalente, considerando la saturación magnética en la región del puente. La estabilidad del rotor se determinó presentando un factor de seguridad basado en el estrés máximo generado en el rotor para cada velocidad. Derivamos la frecuencia natural del estator para evaluar la posibilidad de resonancia entre la frecuencia eléctrica y la frecuencia natural del estator. Finalmente, se verificó la validez del circuito magnético equivalente construido comparando los resultados con los obtenidos a través del análisis FEM y experimentos.