Estudio sobre la mejora del rendimiento mediante la reducción de la fuerza axial del motor síncrono de imán permanente tipo spoke de doble capa de ferrita con sesgo en el núcleo
Autores: Nam, Dong-Woo; Lee, Kangbeen; Song, Si-Woo; Kim, Won-Ho; Lee, Jae-Jun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio sobre la mejora del rendimiento mediante la reducción de la fuerza axial del motor síncrono de imán permanente tipo spoke de doble capa de ferrita con sesgo en el núcleo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Tierras raras
Imanes permanentes
Estructuras tipo radio
Motores sincrónicos de imán permanente
Par de reluctancia
Sesgo del núcleo simétrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente, debido a la fluctuación de precios y la inestabilidad del suministro de recursos minerales de tierras raras, ha habido un gran desarrollo de motores eléctricos que utilizan imanes permanentes que no son de tierras raras. Como resultado, se están investigando motores que utilizan imanes permanentes sin Dy y imanes permanentes de ferrita, y, en particular, los imanes permanentes de ferrita a menudo utilizan estructuras tipo spoke, que son concentradores de flujo magnético, para compensar su baja coercitividad y densidad de flujo residual. Sin embargo, en general, los PMSM tipo spoke no utilizan mucho par de reluctancia, por lo que se han estudiado los PMSM tipo spoke de doble capa para un diseño más eficiente. A diferencia de los PMSM tipo spoke generales, los PMSM tipo spoke de doble capa pueden utilizar un alto par de reluctancia al aumentar la diferencia entre la reluctancia del eje d y la del eje q. Sin embargo, a medida que aumenta la diferencia en la resistencia magnética, se generan vibraciones y ruido, lo que afecta negativamente a la parte mecánica y acorta la vida del motor. Aunque este problema parecía resolverse aplicando un sesgo en el núcleo en el estudio anterior, se confirmó que la fuerza axial causada por el flujo de fuga axial ocurría en la sección de control de par máximo por amperio (MTPA) y se incrementaba el rizado de par. Por lo tanto, en este artículo, se propone un modelo que puede aplicar un sesgo simétrico en el núcleo y reducir la fuerza axial. Primero, se analizaron las causas de la fuerza axial generada en estudios anteriores. Basado en el análisis de estas causas, se propuso una nueva estructura de sesgo simétrico en el núcleo, y su justificación se verificó a través de FEA.
Descripción
Recientemente, debido a la fluctuación de precios y la inestabilidad del suministro de recursos minerales de tierras raras, ha habido un gran desarrollo de motores eléctricos que utilizan imanes permanentes que no son de tierras raras. Como resultado, se están investigando motores que utilizan imanes permanentes sin Dy y imanes permanentes de ferrita, y, en particular, los imanes permanentes de ferrita a menudo utilizan estructuras tipo spoke, que son concentradores de flujo magnético, para compensar su baja coercitividad y densidad de flujo residual. Sin embargo, en general, los PMSM tipo spoke no utilizan mucho par de reluctancia, por lo que se han estudiado los PMSM tipo spoke de doble capa para un diseño más eficiente. A diferencia de los PMSM tipo spoke generales, los PMSM tipo spoke de doble capa pueden utilizar un alto par de reluctancia al aumentar la diferencia entre la reluctancia del eje d y la del eje q. Sin embargo, a medida que aumenta la diferencia en la resistencia magnética, se generan vibraciones y ruido, lo que afecta negativamente a la parte mecánica y acorta la vida del motor. Aunque este problema parecía resolverse aplicando un sesgo en el núcleo en el estudio anterior, se confirmó que la fuerza axial causada por el flujo de fuga axial ocurría en la sección de control de par máximo por amperio (MTPA) y se incrementaba el rizado de par. Por lo tanto, en este artículo, se propone un modelo que puede aplicar un sesgo simétrico en el núcleo y reducir la fuerza axial. Primero, se analizaron las causas de la fuerza axial generada en estudios anteriores. Basado en el análisis de estas causas, se propuso una nueva estructura de sesgo simétrico en el núcleo, y su justificación se verificó a través de FEA.