Investigación del par y reducción de las ondulaciones de par a través de polos asistidos en motores síncronos de imán permanente tipo radio de baja velocidad y alta densidad de par
Autores: Shah, Sayyed Haleem; Wang, Yun-Chong; Shi, Dan; Shen, Jian-Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación del par y reducción de las ondulaciones de par a través de polos asistidos en motores síncronos de imán permanente tipo radio de baja velocidad y alta densidad de par
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Diseños de rotores
Polos asistidos
Alta densidad de par
PMSM tipo radio
FSCW
Ondulaciones de par
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se investigan diseños de rotores que utilizan polos asistidos para una máquina síncrona de imán permanente (PMSM) tipo spoke de alta densidad de par con bobinado concentrado de ranura fraccionada (FSCW) para explorar los ricos armónicos del campo magnético en el aire y el mecanismo de generación de par. Debido a su mayor salida de par promedio, las PMSM tipo spoke con FSCW se utilizan cada vez más en aplicaciones de alta densidad de par. Sin embargo, los armónicos de ranura generan ondulaciones de par que son difíciles de eliminar en las PMSM tipo spoke con FSCW. Eliminar los armónicos de ranura del estator o del bobinado resulta en una gran caída en el par, ya que sus factores de bobinado son idénticos a los del armónico principal. Por lo tanto, en este trabajo se investigan diseños de rotores con polos asistidos (simétricos y asimétricos) para mitigar los armónicos de ranura y minimizar las ondulaciones de par. En primer lugar, se analiza la densidad de flujo en el aire para las máquinas que tienen polos asistidos, y se crea y valida un modelo de interacción entre los armónicos de MMF del estator y del rotor a través de análisis de elementos finitos (FEA) para analizar el mecanismo de producción de par. Además, se propone una relación analítica entre las dimensiones de los polos asistidos y los armónicos de par generados. Además, se presenta un concepto generalizado de reducción de ondulaciones de par para la PMSM tipo spoke con FSCW que tiene polos asistidos diseñados asimétricamente. El diseño propuesto y el método de optimización se validan a través de cálculos analíticos y simulaciones FEA, y se presenta un breve análisis comparativo para los prototipos de máquinas analizadas. Se ha establecido que la máquina diseñada aplicando los polos asistidos asimétricos propuestos puede lograr una reducción en las ondulaciones de par, al mismo tiempo que reduce significativamente el par de arrastre en comparación con las PMSM tipo spoke convencionales y otras PMSM tipo spoke con rotor que tiene polos asistidos simétricos.
Descripción
En este artículo, se investigan diseños de rotores que utilizan polos asistidos para una máquina síncrona de imán permanente (PMSM) tipo spoke de alta densidad de par con bobinado concentrado de ranura fraccionada (FSCW) para explorar los ricos armónicos del campo magnético en el aire y el mecanismo de generación de par. Debido a su mayor salida de par promedio, las PMSM tipo spoke con FSCW se utilizan cada vez más en aplicaciones de alta densidad de par. Sin embargo, los armónicos de ranura generan ondulaciones de par que son difíciles de eliminar en las PMSM tipo spoke con FSCW. Eliminar los armónicos de ranura del estator o del bobinado resulta en una gran caída en el par, ya que sus factores de bobinado son idénticos a los del armónico principal. Por lo tanto, en este trabajo se investigan diseños de rotores con polos asistidos (simétricos y asimétricos) para mitigar los armónicos de ranura y minimizar las ondulaciones de par. En primer lugar, se analiza la densidad de flujo en el aire para las máquinas que tienen polos asistidos, y se crea y valida un modelo de interacción entre los armónicos de MMF del estator y del rotor a través de análisis de elementos finitos (FEA) para analizar el mecanismo de producción de par. Además, se propone una relación analítica entre las dimensiones de los polos asistidos y los armónicos de par generados. Además, se presenta un concepto generalizado de reducción de ondulaciones de par para la PMSM tipo spoke con FSCW que tiene polos asistidos diseñados asimétricamente. El diseño propuesto y el método de optimización se validan a través de cálculos analíticos y simulaciones FEA, y se presenta un breve análisis comparativo para los prototipos de máquinas analizadas. Se ha establecido que la máquina diseñada aplicando los polos asistidos asimétricos propuestos puede lograr una reducción en las ondulaciones de par, al mismo tiempo que reduce significativamente el par de arrastre en comparación con las PMSM tipo spoke convencionales y otras PMSM tipo spoke con rotor que tiene polos asistidos simétricos.