Analysis of a new concept of line start permanent magnet synchronous motor

• Autorzy: Gwozdziewicz Maciej , Jankowska Kamila

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.08.31

Warianty tytułu

PL

Analiza silnika synchronicznego z magnesami trwałymi o rozruchu bezpośrednim nowej koncepcji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The new concept of the Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) was presented and described in detail. Machine was created as a motor dedicated for operation from the direct start from the grid or from the inverter (open control loop). The basic operational properties of a prototype 0.75 kW motor was tested. The PMSM was equipped with a cage enabling asynchronous starting, so this machine can be named Line Start Permanent Magnet Synchronous Motor (LSPMSM). The construction of the prototype of LSPMSM was based on an unusual stator design created from the electrical sheets cutting by laser machine. Additionally, the prototype of LSPMSM was equipped with induced poles. The starting properties and operating conditions were analysed for different conditions. The model and analysis of the novel LSPMSM created in the Maxwell software was presented and described. The tests were carried out on a specially adapted measuring stand. Machine was tested in three phase and single phase conception.

PL

Przedstawiono nową koncepcję silnika synchronicznego z magnesami trwałymi o rozruchu bezpośrednim i szczegółowo opisano. Maszynę wykonano jako silnik dedykowany do rozruchu bezpośredniego i zasilania z przemiennika częstotliwości pracującego w pętli otwartej. Prototyp silnika o mocy znamionowej 0,75 kW poddano testom. Zbudowany silnik synchroniczny z magnesami trwałymi posiada klatkę w wirniku umożliwiającą rozruch asynchroniczny, dlatego można go nazwać silnikiem typu LSPMSM. Konstrukcję silnika oparto na niestandardowym wykonaniu w postaci wykrojów z blachy elektrotechnicznej ciętej laserowo. Poza tym, prototyp silnika wykorzystuje indukowane bieguny magnetyczne. Zbadano właściwości rozruchowe i eksploatacyjne w różnych warunkach. Przedstawiono i opisano model polowo-obwodowy wykonany w oprogramowaniu Maxwell. Badania eksperymentalne wykonano na profesjonalnym stanowisku pomiarowym. Maszynę przebadano jako zarówno jako silnik trójfazowy jak i silnik jednofazowy.

Słowa kluczowe

EN

LSPMSM; line start; induced pole; enclosure-less motor

PL

LSPMSM; rozruch bezpośredni; indukowane bieguny; silnik bezkadłubowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 8
• Strony: 168--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gwozdziewicz Maciej

• Wroclaw University of Science and Technology, Wybrzeze Stanislawa Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw

• https://orcid.org/0000-0002-8725-6679

autor

Jankowska Kamila

• Wroclaw University of Science and Technology, Wybrzeze Stanislawa Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw

• https://orcid.org/0000-0003-0727-4816

Bibliografia

• [1] Yan B., Yang Y. and Wang X., Design of a Large Capacity Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motor Equipped with Hybrid Salient Rotor, IEEE Transactions on Industrial Electronics, doi: 10.1109/TIE.2020.3008360
• [2] Zhao W., Tian M., Wang X. and Sun Y., Analysis of the Synchronization Process and the Synchronization Capability for a Novel 6/8-Pole Changing LSPMSM, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 56, no. 2, pp. 1-6, Feb. 2020, Art no. 7507806, doi: 10.1109/TMAG.2019.2953286
• [3] Zawilak T. and Zawilak J., Synchronous motors excited by permanent magnets in high power drives, Przeglad Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, r. 93 nr 2/2017
• [4] Gwozdziewicz M. and Zawilak J., Induced pole permanent magnet synchronous motor, 2017 International Symposium on Electrical Machines (SME), Naleczow, 2017, pp. 1-4, doi: 10.1109/ISEM.2017.7993543.
• [5] Dinh B. M. and Tien H. M., Maximum efficiency design of line start permanent magnet synchronous motor, IEEE International Conference on Sustainable Energy Technologies (ICSET), Hanoi, 2016, pp. 350-354
• [6] Demir, Uğur & Akuner, Caner M., Using taguchi method in defining critical rotor pole data of LSPMSM considering the power factor and efficiency, Tehnički vjesnik. 2. 347-353. 10.17559/TV-20140714225453
• [7] Jedryczka C., Wojciechowski R. and Demenko A., Finite Element Analysis of the Asynchronous Torque in LSPMSM with Non-symmetrical Squirrel Cage Winding, 1 Jan. 2014 : 367–373
• [8] Palangar M.F. ,Mahmoudi A., Kahourzade S. and Soong W. L., Optimum Design of Line-Start Permanent-Magnet Synchronous Motor Using Mathematical Method, IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Detroit, MI, USA, 2020, pp. 2064-2071
• [9] Kumar A. and Srivastava S., Design and Analysis of High Performance Line Started Permanent Magnet Synchronous Motor, 2nd IEEE International Conference on Power Electronics, Intelligent Control and Energy Systems (ICPEICES), Delhi, India, 2018, pp. 1073-1077
• [10] Knypinski L., Application of Bat Algorithm in the optimaldesign of line-start permanent magnet synchronous motor, 18th International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering (ISEF) Book of Abstracts, Lodz, 2017, pp. 1-2
• [11] Piotuch R. and Palka R., Comparison of Two Synchronous Motors with Interior Magnets, Przeglad Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, r. 93 nr 2/2017
• [12] Aliabad, A.D.; Mirsalim, M., Analytic modelling and dynamic analysis of pole-changing line-start permanent-magnet motors, IET Electric Power Applications, 2012, 6, (3), p. 149-155
• [13] Zhao Y., Li D., Lin M. and Qu R., A Novel Dual Stator Line-Start Permanent Magnet Synchronous Machine, IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), San Diego, CA, USA, 2019, pp. 1526-1531
• [14] Yan B., Wang X. and Yang Y., Starting Performance Improvement of Line-Start Permanent-Magnet Synchronous Motor Using Composite Solid Rotor, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 54, no. 3, pp. 1-4, March 2018
• [15] Knypinski L.; Paweloszek K.; Le Menach Y., Optimization of Low-Power Line-Start PM Motor Using Gray Wolf Metaheuristic Algorithm. Energies, 2020, 13, 1186

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).