Tytuł artykułu
Autorzy
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
Design of optimal permanent-magnets dimensions in disc type DC motor
Języki publikacji
Abstrakty
W pracy przedstawiono trójwymiarową analizę pola magnetycznego silnika tarczowego prądu stałego dwutwornikowego z magnesami trwałymi i elektronicznym komutatorem. Obliczenia przeprowadzono dla różnych wersji wymiarów magnesów trwałych. Do analizy zastosowano pakiet OPERA-3D z modułem TOSCA, wykorzystujący metodę elementów skończonych. Moment elektromagnetyczny silnika wyznaczono z tensora naprężeń Maxwella. Wyniki symulacji porównano częściowo z pomiarami na prototypie silnika tarczowego. Przeprowadzona analiza pozwala optymalnie dobrać wymiary magnesów trwałych z punktu widzenia maksymalizacji momentu silnika i minimalizacji jego pulsacji.
A three-dimensional analysis of the magnetic field of a disc-type, double-sided, permanent magnet brushless dc motor with toroidal stator core and slotless winding is presented. The motor structure is shown in Fig. 1. Calculations were carried out using an OPERA-3D package with the TOSCA module. The electromagnetic torque was determined from the Maxwell stress tensor. Figure 2 presents the numerical model of the motor over single pole-pitch length. For optimization, the cases for different permanent-magnet dimensions (see Fig. 3) are investigated in details. Three-dimensional diagrams of maximal torque (Tmax), minimal torque (Tmin), average torque (Tav) and torque ripple (epsilon) versus pole-arc/pole-pitch ratio (alpha/beta) and different values of permanent magnet height (hx/h) are shown in Fig. 4. In Table 1 the computational results for considered versions of the motor are summarized. The motor version V1 has the same specifications as the motor prototype. It is interesting to note, that the V4 motor version (hx/h = 1.52, and alpha/beta = 0.78) is the most useful, (see Tab. 1). This version ensures the highest average torque, which is higher by some 32% with respect to the motor prototype and the lowest torque ripple (lower by some 27% as compared to the prototype motor). Figure 5 shows the back EMF waveform for the considered motor version. The simulation results compared partially with the test values obtained from the motor prototype are in good agreement. It is shown that suitable permanent-magnet dimensions can effectively reduce the torque ripple. Figure 6 illustrates the average torque peak versus motor current for considered versions of the motor. Additionally, the measurements of the motor torque are presented too.
Słowa kluczowe
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
75--84
Opis fizyczny
Bibliogr. 11 poz., tab., rys.
Twórcy
Bibliografia
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPS2-0014-0043
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.