Finite element analysis and experimental tests of a permanent magnet synchronous machine for drive train application

• Autorzy: Roumani K. , Stephan W. , Schmuelling B.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.08.37

Warianty tytułu

PL

Analiza metodą elementów skończonych oraz badania silnika synchronicznego o magnesach trwałych przeznaczonego do zastosowania w pojeździe kolejowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper deals with the design and tests of an internal permanent magnet synchronous machine with 12 slots and 10 poles. The machine is analysed under no load condition to estimate the flux linkage and the electromotive force as well as under load condition to calculate the iron core losses, the permanent magnet losses and the output power by utilizing the transient finite element analysis. Several simulation results under no load condition e.g. open circuit voltage and under load condition e.g. torque are compared with those of the experiment to validate the electromagnetic simulation model and to investigate the machine’s characteristics.

PL

W artykule opisano projekt I badania silnika synchronicznego z magnesami trwałymi z 12 szczelinami I 10 biegunami. Silnik analizowano w stanie jałowym w celu określenia strumienia magnetycznego oraz pod obciążeniem w celu określenia strat i mocy wyjściowej. Przeprowadzono symulację I wyniki porównano z danymi eksperymentalnymi.

Słowa kluczowe

EN

interior permanent magnet synchronous machine; finite element analysis; magnetic losses; iron losses; drive train

PL

silnik synchroniczny; metoda elementów skończonych; straty

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 8
• Strony: 138--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Roumani K.

• University of Wuppertal, E-Mobility Research Group, Germany

autor

Stephan W.

• Online Engineering GmbH, Germany

autor

Schmuelling B.

• University of Wuppertal, E-Mobility Research Group, Germany

Bibliografia

• [1] A.M. EL-Refaie, J.P. Alexander, S. Galioto, P.B. Reddy, K. Huh, P. Bock, X. Shen, “Advanced High-Power-Density Interior Permanent Magnet Motor for Traction Applications,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 50, no. 5, pp. 3235 – 3248, September/October 2014.
• [2] Y. Yokoi 1, T. Higuchi, Y. Miyamoto, “General formulation of winding factor for fractional-slot concentrated winding design,” IET Electric Power Applications, vol.10, no. 4, pp. 231 – 239, 21 April 2016.
• [3] K. Shin, J. Choi, H. Cho, „Characteristic Analysis of Interior Permanent- Magnet Synchronous Machine with Fractional-Slot Concentrated Winding Considering Nonlinear Magnetic Saturation,” IEEE Transactions on Applied Superconductivity Vol. 26, no. 4, pp. 1051-8223, 19 Januar 2016.
• [4] G. Choi, T. M. Jahns, “Reduction of Eddy-Current Losses in Fractional- Slot Concentrated-Winding Synchronous PM Machines,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. PP, no. 99, 12 January 2016.
• [5] www.jmag-international.com
• [6] Han, S. H., Jahns, T. M., Zhu, Z. Q., (2010), “Analysis of Rotor Core Eddy-Current Losses in Interior Permanent-Magnet Synchronous Machines,” IEEE transactions on industry applications, vol. 46, no. 1. pp. 196-205.
• [7] Yamazaki, K., Ishigami, H., “Reduction of Harmonic Iron Losses in Interior Permanent Magnet Motors by Optimization of Rotor Structures,” International Conference on Electrical Machines and Systems ICEMS 2008, Wuhan, pp.2870 – 2875.
• [8] Yamazaki, K., Fukushima, Y., (2011) “Effect of Eddy-Current Loss Reduction by Magnet Segmentation in Synchronous Motors with Concentrated Windings,” IEEE Transactions on Industry Applications vol. 47, no. 2 pp. 779 – 788.
• [9] Hendershot, J.R., Miller, T.J.E., "Design of Brushless Permanent-Magnet Machines". USA: Motor design books LLC, 2010.

Uwagi

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