Influence of the arrangement and sizes of magnets on the cogging torque of PMSM

• Autorzy: Ferková Ž.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.15.037.3837

Warianty tytułu

PL

Wpływ rozmieszczenia oraz rozmiaru megnesów na momenty zaczepowe w silnikach synchronicznych z magnesami trwałymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two-phase permanent magnet synchronous motors are discussed in this paper and the influence of the magnet sizes on cogging torque (CT) is explored. The cogging torque has been calculated using ANSYS/Maxwell software. In more detail, influences of the magnet size, their positioning and orientation to the CT in two basic rotor types were studied. The cogging torque waveform for critical dimensions has been considered using the FFT analysis. The first rotor type is with semi-arc shaped magnets located on the rotor surface. The second motor type features magnets embedded in its rotor. The shape of the stator magnetic circuit has been predetermined.

PL

W artykule omawiane są dwufazowe silniki synchroniczne z magnesami trwałymi oraz analizowany jest wpływ rozmiarów magnesów na momenty zaczepowe. Momenty zaczepowe zostały obliczone za pomocą oprogramowania ANSYS/Maxwell. W szczególności rozpatrywany jest wpływ rozmiaru magnesów, ich ustawienia i orientacji na momenty zaczepowe dla dwóch podstawowych typów wirników. Kształt momentów zaczepowych dla krytycznych rozmiarów został przeanalizowany z użyciem analizy FFT. Pierwszy analizowany typ wirnika zawiera wygięte magnesy zlokalizowane na powierzchni wirnika. Drugi typ silnika zawiera magnesy wbudowane w wirnik. Kształt obwodu magnetycznego stojana został z góry określony.

Słowa kluczowe

EN

cogging torque; permanent magnet synchronous motor; two-phase motor

PL

momenty zaczepowe; silniki synchroniczne z magnesami trwałymi; silnik dwufazowy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 1-E
• Strony: 161--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., wz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Ferková Ž.

• Department of Electrical Engineering, Faculty of Electrical Engineering and Informatics, Technical University of Košice, Slovakia

Bibliografia

• [1] Pyrhönen L., Jokinenm T., Hrabovcová V., Design of Rotating Electrical Machines, John Wiley & Sons, Ltd, 2008.
• [2] Gieras J., Wing M., Permanent Magnet Motor Technology, Marcel Dekker, USA, 2002.
• [3] Gieras J., Analytical Approach to cogging Torque Calculation of PM Brushless Motors, IEEE Transactions on Industry Applications, 2004, Vol. 40, No. 5.
• [4] Glinka T., Maszyny elektryczne wzbudzane magnesami trwałymi, Wydawnictwo Politechniki śląskiej, Gliwice 2002.
• [5] Glinka T., Jakubiec M., Silniki elektryczne z magnesami trwałymi umieszczonymi na wirniku, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2005, nr 71, Katowice, p. 103.
• [6] Dosiek L., Pillay P., Cogging Torque Reduction in Permanent Magnet Machines, IEEE Transactions on Industry Applications, 2007, Vol. 43, No. 65.
• [7] Tudorache T., Trifu I., Ghita C., Bostan V., Improved mathematical model of PMSM taking into account cogging torque oscilations, Advances in Elektrical and Computer Engineering, 2012, Vol. 12, No. 3, pp. 59–66.
• [8] Rosa R., Pistelok P., The algotithm for the electromagnetic calculations of the concentrated winding permanent magnet synchronous motors, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2013, nr 4, BORME Komel, Katowice, pp. 161–169.
• [9] Mynarek P., Kowol M., Field-circuit analysis of permanent magnet synchronous motors, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2014, nr 4, BORME Komel, Katowice, pp. 73–76.
• [10] Sekerák P., Hrabovcová V., Pyrhönen J., Kalamen L., Rafajdus P., Onufer M., Comparison of synchronous motors with different permanent magnet and winding types, IEEE, Transaction on Magnetics, 2013, Vol. 49, No. 3, ADC, pp. 1256–1263, 9018–9464.
• [11] Hruska K., Kindl V., Pechanek R., Design and FEM analyses of an electrically excited automotive synchronous motor, 15th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition 2012, EPE-PEMC 2012 ECCE Europe, art. no. 6397422, pp. LS2e.21–LS2e.27.
• [12] Ivančo V., Novotný L., Mechanika (Mechanics), TU Košice, Košice 2010, ISBN 978-80-553-0604-9.
• [13] Howe D., Zhu Z.Q., Cogging torque in permanent magnet machines, http://www.shef.ac.uk/uni/academic/D-H/eee/md/cogging.html.
• [14] Sung S.J., Park S.J., Jang G.H., Cogging Torque of Brushless DC Motors Due to the Interaction Between the Uneven Magnetization of a Permanent Magnet and Teeth Curvature, IEEE Transactions on Magnetics, July 2011, Vol. 47, No. 7, pp. 1932–1928.

Uwagi

EN

This work was supported by the Slovak Research and Development Agency under the contract No. SK-CZ-2013-0065 and by the Scientific Agency under the contract No. VEGA 1/0121/15.