Badania maszyny elektrycznej z zagnieżdżonymi magnesami trwałymi i barierami magnetycznymi

• Autorzy: Wardach M. , Pałka P. , Paplicki P. , Bonisławski M. , Grochocki P.

Warianty tytułu

EN

Research of electrical machine with embedded permanent magnets and flux barriers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono prototypową maszynę elektryczną z zagnieżdżonymi magnesami trwałymi oraz barierami magnetycznymi, dedykowaną do napędu pojazdu elektrycznego. W artykule zamieszczono wybrane wyniki badań symulacyjnych prototypu, otrzymane przy użyciu programu Ansys Maxwell, a także rezultaty badań eksperymentalnych przeprowadzone na modelu fizycznym. Zaprezentowane zostały poszczególne etapy prac projektowych i konstrukcyjnych opracowanej maszyny. Celem pracy było wykonanie i zbadanie prototypu maszyny elektrycznej z magnesami trwałymi dedykowanej do napędu pojazdu elektrycznego o wysokim stosunku indukcyjności w osi q do indukcyjności w osi d, niskiej wartości momentu zaczepowego i pulsacji. Na podstawie przeprowadzonych badań symulacyjnych różnych topologii, dokonano wyboru struktury wirnika o pożądanych parametrach magnetycznych. Model eksperymentalny zbudowano na bazie stojana i obudowy seryjnego silnika asynchronicznego M3AA 132 MC 8 o mocy 6,3 kW.

EN

The paper presents an electric machine prototype with embedded permanent magnets and magnetic barriers for electric vehicle drive. Selected experimental results compared with simulation results carried out by using Ansys Maxwell have also been presented. Individual stages of design and construction of the proposed machine have been reported. The aim of the work was to build and to test the prototype of electric machine with permanent magnet dedicated to the electric vehicle drive. The machine should have a high ratio of inductances in the q-axis to the d-axis, low values of cogging torque and low torque ripples. On the basis of simulation study, carried out for different topologies, the selection of the rotor structure with the favorite magnetic parameters has been done. A prototype machine was built based on the stator and housing from 6.3 kW induction motor M3AA 132 MC 8 series.

Słowa kluczowe

PL

maszyny elektryczne; magnesy trwałe; badania symulacyjne; badania eksperymentalne; pojazd elektryczny

EN

electrical machines; permanent magnets; FE analysis; experimental research; electric vehicle

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 2 (114)
• Strony: 135--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wardach M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

autor

Pałka P.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

autor

Paplicki P.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

autor

Bonisławski M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

autor

Grochocki P.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

Bibliografia

• [1]. Jahns T. M., Flux-weakening regime operations of an interior permanent-magnet synchronous motor drive, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol.23, No.4, July/August 1987, pp.681-689.
• [2]. Di Barba P., Bonislawski M., Palka R., Paplicki P., Wardach M., Design of Hybrid Excited Synchronous Machine for Electrical Vehicles, IEEE Trans. Magn., 51, No. 8, Aug. 2015.
• [3]. Paplicki P., Wardach M., Bonislawski M., Palka R., Simulation and experimental results of hybryd electric machine with a novel flux control strategy, Arch. of Electrical Engineering, 64(1), 2015, 37-51.
• [4]. Shakal A., Liao Y., Lipo T. A., A permanent magnet AC machine structure with true field weakening capability, IEEE International Symposium on Industrial Electronics Conference Proceedings, 1993, pp.19-24.
• [5]. Luo J., Axial flux circumferential current permanent magnet electric machine, PhD Thesis, University of Wisconsin-Madison, 1999.
• [6]. Lawrence P., Brushless PM motor or alternator with variable axial rotor/stator alignment to increase speed capability, World Intellectual Property Organization: WO 03/077403 A1, 2003.
• [7]. Chalmers B. J., Akmese R., Musaba L., Design and field weakening performance of permanentmagnet/ reluctance motor with two-part rotor, IEE proceedings, Vol.145, No.2, March 1998, pp.133-139.
• [8]. Paplicki P., Wardach M., Axial flux machine with hybrid excitation - design works, Sympozjum Maszyn Elektrycznych, Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe, Komel, Nr 107, 3/2015, Katowice, 2015, str. 189-192.
• [9]. Bonisławski M., Pałka R., Paplicki P., Wardach M., Electric controlled permanent magnet synchronous machine – selected experimental results, Sympozjum Maszyn Elektrycznych, Zeszyty Problemowe "Maszyny Elektryczne" BOBRMEKomel, Nr 103, 3/2014, Katowice, 2014, str. 157-160.
• [10]. Bonisławski M., Pałka R., Paplicki P., Wardach M., Analiza pracy maszyny elektrycznej z magnesami trwałymi o regulowanym wzbudzeniu, Sympozjum Maszyn Elektrycznych, Zeszyty Problemowe "Maszyny Elektryczne" BOBRMEKomel, Nr 100 4/2013, Katowice, 2013, str. 155- 160.
• [11]. Paplicki P., Bariery magnetyczne w wirniku silnika synchronicznego z magnesami zagnieżdżanymi, Przegląd Elektrotechniczny, R. 93, nr 4, 2017, str. 113-116.
• [12]. Pałka R., Paplicki P., Wardach M., Wpływ klinów magnetycznych na parametry maszyny elektrycznej z magnesami i regulacją strumienia, Sympozjum Maszyn Elektrycznych SME’2013, Maszyny Elektryczne - Zeszyty Problemowe Komel, Nr 100 3/2013, Katowice, czerwiec 2013, str. 77-82.
• [13]. Bonisławski M., Palka R., Paplicki P., Wardach M., Unconventional control system of hybryd excited synchronous machine, Proceedings of the 20th International Conference MMAR, pp. 649-654, DOI: 10.1109/MMAR.2015.7283951, 2015.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).