An electrically-controlled axial-flux permanent magnetgenerator

• Autorzy: Paplicki Piotr , Prajzendanc Paweł , Wardach Marcin

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.2361

Warianty tytułu

PL

Generator tarczowy z magnesami trwałymi z elektrycznie kontrolowanym wzbudzeniem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a design of an axial-flux surface-mounted permanent-magnet generator with flux-regulation capability. Based on three-dimensional finite-element analysis (3D-FEA), theno-load air-gap magnetic flux density, flux-control characteristics, cogging torque and electromagnetic torque of the machine have been predicted. Simulation results of no-load back-EMF waveforms performed at different DC control coil excitationshave been compared with experimental results.

PL

W artykule przedstawiono projekt generatora tarczowego z powierzchniowo mocowanymi magnesami trwałymi z możliwością regulacjistrumienia wzbudzenia. Na podstawie trójwymiarowej analizy polowej metodą elementów skończonych (3D-MES) wyznaczono rozkład indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej, charakterystykę regulacji strumienia, moment zaczepowy oraz moment elektromagnetyczny maszyny. Symulowany przebieg napięcia indukowanego w uzwojeniach stojana w funkcji prądu DC dodatkowegouzwojenia wzbudzeniu maszyny porównano z wynikami eksperymentalnymi.

Słowa kluczowe

EN

axial-flux machine; PM generator; hybrid excitation; flux-control; voltage regulation

PL

maszyna tarczowa; generator z magnesami trwałymi; wzbudzenie hybrydowe; regulacja strumienia; regulacja napięcia

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 10, nr 4
• Strony: 65--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Paplicki Piotr

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Electrical Engineering,Department of Power Systems and Electrical Drives, Szczecin, Poland

autor

Prajzendanc Paweł

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Electrical Engineering,Department of Power Systems and Electrical Drives, Szczecin, Poland

autor

Wardach Marcin

• West Pomeranian University of Technology in Szczecin, Faculty of Electrical Engineering,Department of Power Systems and Electrical Drives, Szczecin, Poland

Bibliografia

• [1] Afinowi I. A. A., et al.: Hybrid-Excited Doubly Salient Synchronous Machine With Permanent Magnets Between Adjacent Salient Stator Poles. IEEE Transactions on Magnetics 51(10), 2015, 8107909, 1–9 [https://doi.org/10.1109/TMAG.2015.2446951].
• [2] Aydin E., et al.: A hybrid-excited axial transverse flux permanent magnet generator. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) –Milwaukee, 2016, 1–6 [https://doi.org/10.1109/ECCE.2016.7854701].
• [3] Aydin M., Surong H., Lipo T.A.: Design, Analysis, and Control of a Hybrid Field-Controlled Axial-Flux Permanent-Magnet Motor. IEEE Transactions on Industrial Electronics 57(1), 2010, 78–87 [https://doi.org/10.1109/TIE.2009.2028294].
• [4] Di Barba P., et al.: Hybrid excited synchronous machine with flux control possibility. International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 52(3-4), 2016, 1615–1622 [https://doi.org/10.3233/JAE-162190].
• [5] Dupas A., et al.: Investigation of a New Topology of Hybrid-Excited Flux-Switching Machine With Static Global Winding: Experiments and Modeling. IEEE Transactions on Industry Applications 52(2), 2016, 1413–1421 [https://doi.org/10.1109/TIA.2015.2497305].
• [6] Hua H., Zhu Z. Q., Zhan H.: Novel Consequent-Pole Hybrid Excited Machine With Separated Excitation Stator. IEEE Transactions on Industrial Electronics 63(8), 2016, 4718–4728 [https://doi.org/10.1109/TIE.2016.2559447].
• [7] Lee C. H. T., Liu C., Chau K. T.: A magnetless axial-flux machine for range-extended electric vehicle. Energies 7(3), 2014, 1483–1499, https://doi.org/10.3390/en7031483].
• [8] Paplicki P., Prajzendanc P.: The Influence of Permanent Magnet Length and Magnet Type on Flux-control of Axial Flux Hybrid Excited Electrical Machine. 14th Selected Issues of Electrical Engineering and Electronics (WZEE), 2018 [https://doi.org/10.1109/WZEE.2018.8749015].
• [9] Paplicki P.: A novel rotor design for a hybrid excited synchronous machine, Archives of Electrical Engineering 66(1), 2017, 29–40 [https://doi.org/10.1515/aee-2017-0003].
• [10] Paplicki P.: Modified concept of axial-flux permanent magnet machine with field weakening capability. Archives of Electrical Engineering 63(2), 2014, 177–185 [https://doi.org/10.2478/aee-2014-0014].
• [11] Tapia, J. A., Leonardi, F., Lipo, T. A.: Consequent-Pole Permanent-Magnet Machine with Extended Field-Weakening Capability. IEEE Transactions on Industry Applications 39(6), 2003, 1704–1709 [https://doi.org/10.1109/TIA.2003.818993].
• [12] Wang Q., Niu S., Luo X.: A Novel Hybrid Dual-PM Machine Excited by AC With DC Bias for Electric Vehicle Propulsion. IEEE Transactions on Industrial Electronics 64(9), 2017, 6908–6919 [https://doi.org/10.1109/TIE.2017.2682778].
• [13] Wardach M., et al.: Novel Hybrid Excited Machine with Flux Barriers in Rotor Structure. COMPEL – The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering 37(4), 2018, 1489–1499 [https://doi.org/10.1108/COMPEL-08-2017-0364].
• [14] Wardach M., Paplicki P., Palka R.: A hybrid Excited Machine with Flux Barriers and Magnetic Bridges. Energies 11, 2018, 676 [https://doi.org/10.3390/en11030676].
• [15] Zepp L. P., Medlin J. W.: Brushless permanent magnet motor or alternator with variable axial rotor/stator alignment to increase speed capability. US 6555941 B1, 2003.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).