Elección de topología y optimización de un motor de conmutación de flujo sin rodamientos con un conjunto de bobinado combinado
Autores: Jurdana, Vedran; Bulic, Neven; Gruber, Wolfgang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Elección de topología y optimización de un motor de conmutación de flujo sin rodamientos con un conjunto de bobinado combinado
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Topología
Sin rodamientos
Conmutación de flujo
Conjunto de bobinado combinado
Simulaciones FEM
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El propósito de este documento es elegir una nueva topología para motores de corte de flujo sin rodamientos, en relación con el número de polos del estator y del rotor, con un conjunto de bobinas combinado. Además, la topología de motor seleccionada se optimiza con simulaciones de método de elementos finitos (FEM) para mejorar el rendimiento. Los accionamientos de corte sin rodamientos presentan un disco de rotor suspendido magnéticamente, estabilizado pasivamente por fuerzas de reluctancia debido a un flujo de sesgo de imán permanente (PM) en el espacio de aire y controlado activamente mediante la generación de fuerzas de soporte radiales y par motor. El uso del conjunto de bobinas combinado, donde cada fase genera tanto par motor como fuerzas de suspensión, abre la oportunidad para una nueva topología. La elección de la topología y la optimización se basan en simulaciones FEM de varios criterios de optimización del motor, como los valores de rigidez axial, de inclinación y radial pasiva, así como el par activo y las fuerzas de soporte, que se simulan en relación con la altura del motor y parámetros específicos del estator y rotor. También se analizan la saturación, el par de arrastre y las fuerzas de arrastre. Se utilizó el programa FEM 3D ANSYS Maxwell 2015. Los resultados llevaron a una topología de motor de corte de flujo sin rodamientos optimizada con seis nuevos segmentos de estator y siete polos de rotor. Al optimizar la geometría, se logró una mejora considerable en el rendimiento. Esta optimización de geometría es la base para un futuro modelo de prototipo.
Descripción
El propósito de este documento es elegir una nueva topología para motores de corte de flujo sin rodamientos, en relación con el número de polos del estator y del rotor, con un conjunto de bobinas combinado. Además, la topología de motor seleccionada se optimiza con simulaciones de método de elementos finitos (FEM) para mejorar el rendimiento. Los accionamientos de corte sin rodamientos presentan un disco de rotor suspendido magnéticamente, estabilizado pasivamente por fuerzas de reluctancia debido a un flujo de sesgo de imán permanente (PM) en el espacio de aire y controlado activamente mediante la generación de fuerzas de soporte radiales y par motor. El uso del conjunto de bobinas combinado, donde cada fase genera tanto par motor como fuerzas de suspensión, abre la oportunidad para una nueva topología. La elección de la topología y la optimización se basan en simulaciones FEM de varios criterios de optimización del motor, como los valores de rigidez axial, de inclinación y radial pasiva, así como el par activo y las fuerzas de soporte, que se simulan en relación con la altura del motor y parámetros específicos del estator y rotor. También se analizan la saturación, el par de arrastre y las fuerzas de arrastre. Se utilizó el programa FEM 3D ANSYS Maxwell 2015. Los resultados llevaron a una topología de motor de corte de flujo sin rodamientos optimizada con seis nuevos segmentos de estator y siete polos de rotor. Al optimizar la geometría, se logró una mejora considerable en el rendimiento. Esta optimización de geometría es la base para un futuro modelo de prototipo.