Nuevo método de modelado de campo magnético para un motor síncrono de imán permanente de rotor externo de baja velocidad y alto par
Autores: Kou, Shaokai; Kou, Ziming; Wu, Juan; Wang, Yandong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Nuevo método de modelado de campo magnético para un motor síncrono de imán permanente de rotor externo de baja velocidad y alto par
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Inestable
Rendimiento electromagnético
Ondulación de par
Interferencia armónica
Modelo simplificado
Imanes permanentes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 45
Citaciones: Sin citaciones
En vista del rendimiento electromagnético inestable del campo magnético de la brecha de aire causado por la ondulación de par y la interferencia armónica de un motor síncrono de imán permanente de baja velocidad y alto par con múltiples ranuras y múltiples polos, proponemos un modelo simplificado de imanes permanentes de doble capa. El modelo se divide en un subdominio superior y otro inferior, siendo el subdominio superior un anillo circular ideal y el subdominio inferior un anillo de sector segmentado. Además, desarrollamos un modelo analítico exacto del motor que predice la distribución del campo magnético basado en las ecuaciones de Laplace y Poisson, que se resuelve utilizando el método de separación de variables. Tomando como ejemplo un motor síncrono de imán permanente de baja velocidad y alto par de 40p168s, la precisión del modelo se verifica mediante la comparación con un modelo de anillo circular ideal, un modelo de anillo de sector segmentado y el método de elementos finitos. Basándonos en el modelo simplificado propuesto, se proponen tres imanes permanentes combinados considerando tanto estructuras de corte de borde como de arco polar, que son combinaciones biseladas, redondeadas y rectangulares. Bajo la premisa de una cantidad de corte de borde consistente, se comparan las características electromagnéticas de los tres tipos de combinaciones de imanes permanentes utilizando el método de elementos finitos. Los resultados muestran que las características electromagnéticas de la combinación de PM biselada son superiores a las de las otras dos combinaciones. Finalmente, se fabrica un prototipo y se prueba para validar el análisis teórico.
Descripción
En vista del rendimiento electromagnético inestable del campo magnético de la brecha de aire causado por la ondulación de par y la interferencia armónica de un motor síncrono de imán permanente de baja velocidad y alto par con múltiples ranuras y múltiples polos, proponemos un modelo simplificado de imanes permanentes de doble capa. El modelo se divide en un subdominio superior y otro inferior, siendo el subdominio superior un anillo circular ideal y el subdominio inferior un anillo de sector segmentado. Además, desarrollamos un modelo analítico exacto del motor que predice la distribución del campo magnético basado en las ecuaciones de Laplace y Poisson, que se resuelve utilizando el método de separación de variables. Tomando como ejemplo un motor síncrono de imán permanente de baja velocidad y alto par de 40p168s, la precisión del modelo se verifica mediante la comparación con un modelo de anillo circular ideal, un modelo de anillo de sector segmentado y el método de elementos finitos. Basándonos en el modelo simplificado propuesto, se proponen tres imanes permanentes combinados considerando tanto estructuras de corte de borde como de arco polar, que son combinaciones biseladas, redondeadas y rectangulares. Bajo la premisa de una cantidad de corte de borde consistente, se comparan las características electromagnéticas de los tres tipos de combinaciones de imanes permanentes utilizando el método de elementos finitos. Los resultados muestran que las características electromagnéticas de la combinación de PM biselada son superiores a las de las otras dos combinaciones. Finalmente, se fabrica un prototipo y se prueba para validar el análisis teórico.