Máquina Lineal de Imán Permanente de Conmutación de Flujo de Estator Particionado: Diseño, Análisis y Optimización
Autores: Tariq, Saira; Khan, Faisal; Ullah, Basharat; Muhammad, Niaz; Alghamdi, Baheej
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Máquina Lineal de Imán Permanente de Conmutación de Flujo de Estator Particionado: Diseño, Análisis y Optimización
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Imán permanente de conmutación de flujo
Máquina lineal
Estator particionado
Densidad de fuerza de empuje
Eficiencia de costos
Algoritmo de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
En las últimas décadas, las máquinas de imán permanente de conmutación de flujo (FSPM) han ganado más atención. En este artículo se presenta y analiza una nueva máquina lineal de imán permanente de conmutación de flujo con un estator particionado (FSPMLM-PS), que tiene las ventajas de alta densidad de fuerza de empuje y alta eficiencia de costos para aplicaciones de carrera corta. En primer lugar, se introduce la estructura de doce ranuras para el impulsor y siete polos para el estator (12s/7p) de FSPMLM-PS, y se investiga el principio fundamental de operación. El estator particionado ayuda a reducir las pérdidas de hierro y el costo total del FSPMLM-PS propuesto. Uno de los problemas frecuentes en las máquinas lineales es el efecto de extremo, que se compensa colocando dientes auxiliares en ambos extremos del impulsor. Las principales especificaciones de diseño de la máquina propuesta se optimizan globalmente a través de un algoritmo de optimización genética multiobjetivo utilizando el software JMAG ver. 16.1, aunque los volúmenes del imán permanente y las cargas magnéticas y eléctricas se mantienen iguales. La vinculación de flujo pico a pico, la fuerza de empuje, las ondulaciones de empuje y la fuerza de detención se mejoran en un 26.98%, 27.98%, 22.03% y 68.33%, respectivamente, después de la optimización. Los resultados de la comparación muestran que el FSPMLM-PS propuesto es preferible al FSPMLM convencional dado en la literatura. Con el mismo volumen de imán permanente, la máquina propuesta proporciona una densidad de fuerza de empuje un 27.95% mayor.
Descripción
En las últimas décadas, las máquinas de imán permanente de conmutación de flujo (FSPM) han ganado más atención. En este artículo se presenta y analiza una nueva máquina lineal de imán permanente de conmutación de flujo con un estator particionado (FSPMLM-PS), que tiene las ventajas de alta densidad de fuerza de empuje y alta eficiencia de costos para aplicaciones de carrera corta. En primer lugar, se introduce la estructura de doce ranuras para el impulsor y siete polos para el estator (12s/7p) de FSPMLM-PS, y se investiga el principio fundamental de operación. El estator particionado ayuda a reducir las pérdidas de hierro y el costo total del FSPMLM-PS propuesto. Uno de los problemas frecuentes en las máquinas lineales es el efecto de extremo, que se compensa colocando dientes auxiliares en ambos extremos del impulsor. Las principales especificaciones de diseño de la máquina propuesta se optimizan globalmente a través de un algoritmo de optimización genética multiobjetivo utilizando el software JMAG ver. 16.1, aunque los volúmenes del imán permanente y las cargas magnéticas y eléctricas se mantienen iguales. La vinculación de flujo pico a pico, la fuerza de empuje, las ondulaciones de empuje y la fuerza de detención se mejoran en un 26.98%, 27.98%, 22.03% y 68.33%, respectivamente, después de la optimización. Los resultados de la comparación muestran que el FSPMLM-PS propuesto es preferible al FSPMLM convencional dado en la literatura. Con el mismo volumen de imán permanente, la máquina propuesta proporciona una densidad de fuerza de empuje un 27.95% mayor.