Análisis de la Pérdida por Corriente de Foucault de un Motor Síncrono de Imán Permanente de Alta Velocidad de 120 kW
Autores: Pan, Bo; Tao, Dajun; Ge, Baojun; Wang, Likun; Hou, Peng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de la Pérdida por Corriente de Foucault de un Motor Síncrono de Imán Permanente de Alta Velocidad de 120 kW
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Modulación por ancho de pulso
Armónicos de corriente
Armónicos espaciales
Pérdida por corrientes de Foucault en el rotor
Motor de imán permanente de alta velocidad
Métodos de elementos finitos
Licencia
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La modulación por ancho de pulso, los armónicos de corriente y los armónicos espaciales son algunos de los principales factores que afectan la pérdida por corrientes de Foucault en el rotor del motor de imán permanente de alta velocidad. En este estudio, basado en el principio de la hoja de corriente equivalente, se estableció un modelo de motor bidimensional en un sistema de coordenadas rectangulares. Considerando la reacción del armadura, el efecto de extremo y los armónicos de corriente generados por la fuente de alimentación de frecuencia variable, se analizó y calculó la pérdida por corrientes de Foucault del rotor a diferentes frecuencias utilizando métodos analíticos y de elementos finitos (FEM). Cuando la frecuencia está entre 200 Hz y 600 Hz, la tendencia de variación de la pérdida por corrientes de Foucault del rotor con la frecuencia obtenida por cálculo analítico y análisis FEM es aproximadamente la misma, y el error sigue estando dentro de un rango razonable. Sin embargo, a medida que la frecuencia continúa aumentando, el error entre los dos se vuelve cada vez mayor. Además, basado en el modelo FE bidimensional, se estudiaron y analizaron la influencia del material de la funda, el grosor y la estructura compuesta en la pérdida por corrientes de Foucault del rotor. Se encontró que agregar una capa de blindaje de grafeno entre el imán permanente y la funda puede proteger eficazmente el campo magnético armónico, reducir en gran medida la pérdida por corrientes de Foucault del imán permanente y prevenir eficazmente que la temperatura del imán permanente sea demasiado alta, lo que es favorable para el funcionamiento continuo y estable del motor de imán permanente de alta velocidad.
Descripción
La modulación por ancho de pulso, los armónicos de corriente y los armónicos espaciales son algunos de los principales factores que afectan la pérdida por corrientes de Foucault en el rotor del motor de imán permanente de alta velocidad. En este estudio, basado en el principio de la hoja de corriente equivalente, se estableció un modelo de motor bidimensional en un sistema de coordenadas rectangulares. Considerando la reacción del armadura, el efecto de extremo y los armónicos de corriente generados por la fuente de alimentación de frecuencia variable, se analizó y calculó la pérdida por corrientes de Foucault del rotor a diferentes frecuencias utilizando métodos analíticos y de elementos finitos (FEM). Cuando la frecuencia está entre 200 Hz y 600 Hz, la tendencia de variación de la pérdida por corrientes de Foucault del rotor con la frecuencia obtenida por cálculo analítico y análisis FEM es aproximadamente la misma, y el error sigue estando dentro de un rango razonable. Sin embargo, a medida que la frecuencia continúa aumentando, el error entre los dos se vuelve cada vez mayor. Además, basado en el modelo FE bidimensional, se estudiaron y analizaron la influencia del material de la funda, el grosor y la estructura compuesta en la pérdida por corrientes de Foucault del rotor. Se encontró que agregar una capa de blindaje de grafeno entre el imán permanente y la funda puede proteger eficazmente el campo magnético armónico, reducir en gran medida la pérdida por corrientes de Foucault del imán permanente y prevenir eficazmente que la temperatura del imán permanente sea demasiado alta, lo que es favorable para el funcionamiento continuo y estable del motor de imán permanente de alta velocidad.