Un sensor de velocidad de rotación basado en el principio de conmutación de flujo
Autores: Hoang, Duy-Tinh; Lee, Joon-Ku; Jeong, Kwang-Il; Shin, Kyung-Hun; Choi, Jang-Young
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Un sensor de velocidad de rotación basado en el principio de conmutación de flujo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Máquina propuesta
Medición de velocidad
Principio de conmutación de flujo
Topología 6s/19p
Consumo de imán permanente
Modelo analítico no lineal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone una máquina de medición de velocidad de rotación basada en el principio de conmutación de flujo con una topología de 6 ranuras de estator / 19 polos de rotor (6s/19p). Con una forma de rotor similar a la de un sensor de reluctancia variable (VRS), la máquina propuesta presenta una estructura simple y robusta al tiempo que garantiza la misma frecuencia de salida que VRS. Además, en comparación con la topología convencional de 12s/10p, la configuración de 6s/19p reduce el consumo de imanes permanentes (PM) a la mitad manteniendo altas características de voltaje inducido. Se presenta un modelo analítico no lineal (NAM), que incorpora la técnica de modelado armónico (HM) y un proceso iterativo. Este modelo captura de manera más precisa la forma rectangular del PM y los dientes del estator teniendo en cuenta los efectos de saturación del núcleo. Basándose en este modelo, se investigan las dimensiones óptimas de la máquina propuesta para lograr el mejor rendimiento en aplicaciones de medición de velocidad. Una simulación de acoplamiento FEA entre Ansys Maxwell y Twin Builder analiza aún más el rendimiento de la máquina. En comparación con un producto comercial del mismo tamaño, la máquina propuesta logra un 31.5% más de voltaje de salida mientras garantiza menores errores de linealidad. Además, se observan características de carga superiores, con una caída de voltaje de solo el 1.58% a 1500 rpm y 30 mA. La máquina propuesta y el NAM proporcionan una solución mejorada y una herramienta analítica para aplicaciones de medición de velocidad.
Descripción
Este estudio propone una máquina de medición de velocidad de rotación basada en el principio de conmutación de flujo con una topología de 6 ranuras de estator / 19 polos de rotor (6s/19p). Con una forma de rotor similar a la de un sensor de reluctancia variable (VRS), la máquina propuesta presenta una estructura simple y robusta al tiempo que garantiza la misma frecuencia de salida que VRS. Además, en comparación con la topología convencional de 12s/10p, la configuración de 6s/19p reduce el consumo de imanes permanentes (PM) a la mitad manteniendo altas características de voltaje inducido. Se presenta un modelo analítico no lineal (NAM), que incorpora la técnica de modelado armónico (HM) y un proceso iterativo. Este modelo captura de manera más precisa la forma rectangular del PM y los dientes del estator teniendo en cuenta los efectos de saturación del núcleo. Basándose en este modelo, se investigan las dimensiones óptimas de la máquina propuesta para lograr el mejor rendimiento en aplicaciones de medición de velocidad. Una simulación de acoplamiento FEA entre Ansys Maxwell y Twin Builder analiza aún más el rendimiento de la máquina. En comparación con un producto comercial del mismo tamaño, la máquina propuesta logra un 31.5% más de voltaje de salida mientras garantiza menores errores de linealidad. Además, se observan características de carga superiores, con una caída de voltaje de solo el 1.58% a 1500 rpm y 30 mA. La máquina propuesta y el NAM proporcionan una solución mejorada y una herramienta analítica para aplicaciones de medición de velocidad.