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Investigación de la Pérdida por Corrientes Eddy y Diseño de Estructura con Acoplamiento Magnético-Térmico para Motor PM BLDC de Alta Velocidad sin Dientes

Autores: Du, Jingjuan; Li, Chaojiang; Zhao, Jian; Ren, Hongge; Zhang, Kun; Song, Xin; Chen, Lianzhi; Yu, Sheng; Mi, Yanqing

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Investigación de la Pérdida por Corrientes Eddy y Diseño de Estructura con Acoplamiento Magnético-Térmico para Motor PM BLDC de Alta Velocidad sin Dientes


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Sin escobillas
Corriente continua
BLDC
Motores de alta velocidad
Pérdida por corrientes de Foucault
Eficiencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los motores sin escobillas de corriente continua (BLDC) de imán permanente (PM) y síncronos están en alta demanda para aplicaciones de ventiladores debido a su alta velocidad, alta eficiencia y otras características significativas. Sin embargo, se ha convertido en un problema importante en los cálculos de pérdidas por corrientes de Foucault con motores de alta velocidad, lo que conduce a una baja vida útil del motor (ventilador) y a la desmagnetización del PM. Este artículo se centra en el cálculo de pérdidas por corrientes de Foucault y el diseño de mejora de la estructura para el motor BLDC sin dientes de 90 W y 47,000 r/min de dos polos. Primero, se investigan de manera integral los factores que influyen en las pérdidas por corrientes de Foucault, y se propone una metodología de mejora multiparamétrica en consecuencia. En segundo lugar, mediante análisis de elementos finitos (FEA), se investigaron principalmente la relación de longitud de bobinado efectiva y el número de hilos paralelos para el bobinado, y se determinó la influencia en las pérdidas por corrientes de Foucault y la eficiencia, proporcionando una referencia para motores BLDC de alta velocidad. Este estudio ha resultado en una reducción del 34.75% en las pérdidas de bobinado y un aumento del 4.6% en la eficiencia del modelo mejorado en comparación con el diseño original. En tercer lugar, se propone una nueva estructura de rotor, ahorrando un 15% más de volumen de PM que el original. El THD de la densidad de flujo en el espacio entre el rotor y el estator se reduce un 20.97%; la pérdida por corrientes de Foucault en el nuevo rotor se reduce un 22% más que en el original. Además, mediante la simulación acoplada del campo magnético-térmico, la temperatura máxima del bobinado del modelo mejorado es un 13.4% más baja que la del modelo original en el estado térmico estable. Finalmente, los resultados de la simulación de propiedades electromagnéticas y térmicas fueron verificados mediante pruebas del prototipo. Es de gran importancia para el diseño de la estructura y la mejora de la eficiencia del motor BLDC de alta velocidad.

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