Análisis del campo magnético de separación y diseño de optimización de la estructura del motor de copa hueca
Autores: Sun, Jinji; Ren, Jianyi; Le, Yun; Wang, Hanmou
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis del campo magnético de separación y diseño de optimización de la estructura del motor de copa hueca
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Naves espaciales
Motores de copa hueca
Espacio de aire
Imanes permanentes
Ondulación de par
Rotor interno excéntrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los motores de copa hueca se utilizan generalmente en naves espaciales debido a su bajo consumo de energía y alta precisión de control. Sin embargo, debido a que el espacio entre los imanes permanentes (PMs) y el rotor del motor de copa hueca es uniforme, la característica sinusoidal de la forma de onda del campo magnético del espacio es inferior y la distorsión armónica total (THD) es grande, lo que resulta en un rizado de par. Para el motor de copa hueca de gran espacio, los métodos existentes para optimizar las características sinusoidales del campo magnético del espacio cambian la forma de los PMs, pero los PMs modificados son difíciles de fabricar y magnetizar, lo que limita los métodos y no permite lograr el efecto de optimización ideal para el motor de copa hueca. Basado en las características del rotor interno y el rotor externo que giran de manera sincrónica durante la operación, se propone un nuevo diseño estructural del motor de copa hueca con un rotor interno excéntrico en lugar de cambiar la forma de los PMs. En primer lugar, se establece el modelo matemático del motor de copa hueca. Luego, el FEM muestra que la excentricidad del rotor interno puede acercar la forma de onda del campo magnético del espacio a la forma de onda sinusoidal ideal y puede reducir efectivamente la THD. Finalmente, se fabrica un prototipo con el valor óptimo de excentricidad para la verificación experimental.
Descripción
Los motores de copa hueca se utilizan generalmente en naves espaciales debido a su bajo consumo de energía y alta precisión de control. Sin embargo, debido a que el espacio entre los imanes permanentes (PMs) y el rotor del motor de copa hueca es uniforme, la característica sinusoidal de la forma de onda del campo magnético del espacio es inferior y la distorsión armónica total (THD) es grande, lo que resulta en un rizado de par. Para el motor de copa hueca de gran espacio, los métodos existentes para optimizar las características sinusoidales del campo magnético del espacio cambian la forma de los PMs, pero los PMs modificados son difíciles de fabricar y magnetizar, lo que limita los métodos y no permite lograr el efecto de optimización ideal para el motor de copa hueca. Basado en las características del rotor interno y el rotor externo que giran de manera sincrónica durante la operación, se propone un nuevo diseño estructural del motor de copa hueca con un rotor interno excéntrico en lugar de cambiar la forma de los PMs. En primer lugar, se establece el modelo matemático del motor de copa hueca. Luego, el FEM muestra que la excentricidad del rotor interno puede acercar la forma de onda del campo magnético del espacio a la forma de onda sinusoidal ideal y puede reducir efectivamente la THD. Finalmente, se fabrica un prototipo con el valor óptimo de excentricidad para la verificación experimental.