IPMSM with SMC rotor – optimization and experimental results

• Autorzy: Piotuch R. , Pałka R.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.15.055.3855

Warianty tytułu

PL

Maszyna synchroniczna z wirnikiem proszkowym – optymalizacja i wyniki eksperymentalne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work presented in this paper relates to an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) experimental results and optimization procedure programed in Matlab and Maxwell environments. The stator of the machine is a conventional stator with distributed winding. The subject of the first optimization stage was the geometry of the IPM machine, concerning average torque value maximization and maximum cogging torque value minimization under physical and technological constraints. The optimized rotor core is made of from Magnetic Powder (SMC). It was tested in a generator regime.

PL

Artykuł podejmuje temat badań eksperymentalnych oraz optymalizacji maszyn synchronicznych z magnesami zagnieżdżonymi z wykorzystaniem narzędzi Matlab i Maxwell. Stojan badanej maszyny jest typowym stojanem silnika asynchronicznego klatkowego z uzwojeniem rozłożonym. Dokonano optymalizacji geometrii wirnika maszyny, z uwzględnieniem maksymalizacji wartości średniej momentu elektromagnetycznego i minimalizacji maksymalnej wartości momentu zaczepowego oraz ograniczeń geometrycznych i technologicznych. Zoptymalizowany rdzeń wirnika został wykonany z proszku magnetycznie miękkiego. Zaprojektowaną maszynę przebadano w stanie generatorowym.

Słowa kluczowe

EN

PM electrical machines; IPMSM optimization; FEM; experimental research

PL

maszyny z magnesami trwałymi; optymalizacja; MES; badania eksperymentalne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 1-E
• Strony: 353--362
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Piotuch R.

• Faculty of Electrical Engineering, West Pomeranian University of Technology in Szczecin

autor

Pałka R.

• Faculty of Electrical Engineering, West Pomeranian University of Technology in Szczecin

Bibliografia

• [1] di Barba P., Mognaschi M.E., Industrial design with multiple criteria: shape optimization of a permanent-magnet generator, IEEE Transaction on Magnetics, 2009, Vol. 45, no. 3, pp. 1482–1485.
• [2] Paplicki P., The new generation of electrical machines applied in hybrid drive car, Electrical Review, 2010, Vol. 86, no. 6, pp. 101–103.
• [3] May H., Pałka R., Paplicki P., Szkolny S., Wardach M., Comparative research of different structures of a permanent-magnet excited synchronous machine for electric vehicles, Electrical Review, 2012, no. 12a, pp. 53–55.
• [4] di Barba P., Mognaschi M.E., Pałka R., Paplicki P., Szkolny S., Design optimization of a permanent-magnet excited synchronous machine for electrical automobiles, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, IOS Press, 2012, Vol. 39, no. 1–4, pp. 889–895.
• [5] Stumberger B., Hamler M., Trlep M., Jesenik M., Analysis of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Designed for Flux Weakening Operation, IEEE Transaction on Magnetics, 2001, Vol. 37, no. 5, pp. 3644–3647.
• [6] Pałka R., Piotuch R., FEM based IPMSM optimization, Problem Issues – Electrical Machines, 2014, Vol. 104, no. 4, pp. 99–104.
• [7] Paplicki P., Piotuch R., Improved Control System of PM Machine with Extended Field Control Capability for EV Drive, Mechatronics-Ideas for Industrial Application, Springer, part. I, 2015, Vol. 317, pp. 125–132.
• [8] Putek P., Paplicki P., Pałka R., Topology optimization of rotor poles in a permanent-magnet machine using level set method and continuum design sensitivity analysis, COMPEL, Vol. 33, issue 3, pp. 711–728.
• [9] Putek P., Slodička M., Paplicki P., Pałka R., Minimization of cogging torque in permanent magnet machines using the topological gradient and adjoint sensitivity in multi-objective design, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 2012, Vol. 39, no. 1–4, pp. 933–940.
• [10] Putek P., Paplicki P., Slodička M., Pałka R., Van Keer R., Application of topological gradient and continuum sensitivity analysis to the multi-objective design optimization of a permanent-magnet excited synchronous machine, Electrical Review, 2012, Vol. 88, no. 7a, pp. 256–260.
• [11] Caramia R., Piotuch R., Pałka R., Multiobjective FEM based optimization of BLDC motor using Matlab and Maxwell scripting capabilities, Archives of Electrical Engineering, 2014, Vol. 63(1), pp. 115–124.
• [12] Putek P., Paplicki P., Pałka R., Low Cogging Torque Design of Permanent Magnet Machine Using Modified Multi-Level Set Method With Total Variation Regularization, IEEE Transaction on Magnetics, 2014, Vol. 50, no. 2, pp. 657–660.
• [13] Paplicki P., Design optimization of the electrically controlled permanent magnet excited synchronous machine to improve flux control range, Electronika ir electrotechnika, 2014, Vol. 20, no. 10.
• [14] Deb K., Pratap A., Agarwal S., Meyarivan T., A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA-II, IEEE Transactions on Evolutionary Computation, April 2002, Vol. 6, no. 2.
• [15] Shchur I., Rusek A., Simulation modelling of synchronous motor with permanent magnets on the base of results of field research, Problem Issues – Electrical Machines, 2013, Vol. 93, no. 3, pp. 189–195.