Modeling of space harmonic interactions in axial flux permanent magnet generators

• Autorzy: Węgiel T.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.248.6047

Warianty tytułu

PL

Modelowanie oddziaływań harmonicznych przestrzennych w generatorach z magnesami trwałymi o strumieniu osiowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the methodology of determining the distribution of flux density in the magnetic circuit of a 3-phase axial flux machine with permanent magnets located on the rotor. It allowed to create an analytical dependences of the inductances and flux linkages. Particular attention was paid to such processing of mathematical model equations, so as to create a possibility to determine the machine properties in steady state on the basis of equations, without even having to use quantitative solutions. The theory of linear differential equations used here, with periodically variable coefficients, allowed to determine the Fourier spectra with respect to winding currents and electromagnetic torque in steady state operation.

PL

W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania rozkładu indukcji w obwodzie magnetycznym 3-fazowej maszyny z osiowym strumieniem magnesów trwałych umieszczonych na wirniku. Dzięki temu sformułowano analityczne zależności dające możliwość określenia indukcyjności oraz strumieni skojarzonych. Szczególną uwagę zwrócono na takie przetworzenie równań modelu matematycznego, aby było możliwe jakościowe określenie własności maszyny w stanach ustalonych już na podstawie równań, bez konieczności ich ilościowego rozwiązywania. Zastosowana tutaj teoria równań różniczkowych liniowych o okresowo zmiennych współczynnikach pozwoliła na określenie widm Fouriera prądów uzwojeń i momentu elektromagnetycznego w ustalonym stanie pracy.

Słowa kluczowe

EN

permanent magnets; axial flux; generator; space harmonic interaction

PL

magnesy trwałe; generator; strumień osiowy; oddziaływanie harmonicznych

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 2-E
• Strony: 65--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., tab., wz.

Twórcy

autor

Węgiel T.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Borkowski D., Węgiel T., Small hydropower plant with integrated turbine-generators working at variable speed, IEEE Transaction of Energy Conversion, Vol. 28, No. 2, June 2013, 452–459.
• [2] Mazgaj W., Szular Z., Węgiel T., Sobczyk T., Small hydropower plant with variable speed PM generator, Przegląd Elektrotechniczny, R. 87, Nr 5/2011, 282–287.
• [3] Gieras J., Wang R., Kamper M., Axial flux permanent magnet brushless machines, Kluwer Academic Publishers, 2004.
• [4] Kamper M.J., Wang R.-J. and Rossouw F.G., Analysis and performance of axial flux permanent-magnet machine with air-cored nonoverlapping concentrated stator windings, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 44, Issue 5, 2008, 1495–1504.
• [5] Choi J.Y., Lee S.H., Ko K.J., Jang S.M., Improved analytical model for electromagnetic analysis of axial flux machines with double-sided permanent magnet rotor and coreless stator windings, IEEE Trans. on Magnetics, Vol. 47, No. 10, 2011, 2760–2763.
• [6] Kanuch J., Ferkova Z., Design and simulation of disk stepper motor with permanent magnets, Archives of Electrical Engineering, Vol. 62(2), 2013, 281–288.
• [7] Zhu Z.Q., Howe D., Ekkehard B., Ackermann B., Instantaneous magnetic field distribution in brushless permanent magnet motors, part I: Open-circuit field, IEEE Trans. Magn., Vol. 29, 1993, 124–134.
• [8] Węgiel T., Space harmonic interactions in permanent magnet generator, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Monograph 447, Kraków 2013.
• [9] Sobczyk T., Metodyczne aspekty modelowania matematycznego maszyn indukcyjnych, WNT, Warszawa 2004 (in Polish).
• [10] Sobczyk T.J., Weinreb K., Analysis of currents and an electromagnetic torque in steady states of induction squirrel-cage motors with asymmetric stator windings, Archiv für Elektrotechnik, Vol. 71, 1988, 245–256.

Uwagi

EN

Presented results of the research, which was carried out under the theme No. E-2/580/2016/DS, was founded by the subsidies on science granted by Polish Ministry of Science and Higher Education.