Torque calculations for an axial-flux PM motor by the finite element method

• Autorzy: Łukaniszyn M. , Jagieła M. , Wróbel R.

Warianty tytułu

PL

Obliczanie momentu elektromagnetycznego silnika ze strumieniem osiowym przy użyciu metody elementów skończonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The static torque of a brushless permanent magnet axial-flux motor is analysed in the paper. The main sources of errors in the calculations by the finite element method (FEM) are analysed. The influence of various numerical models, finite element approximations and motion modelling techniques for steady-state models of the rotating machines on the accuracy of the torque characteristics determination is studied. Results of the calculations are well compared with experimental data obtained from a physical model of the motor.

PL

W pracy przedstawiono analizę momentu elektromagnetycznego na przykładzie silnika ze strumieniem osiowym. Przeprowadzono badania wpływu głównych źródeł błędów w obliczeniach sił (momentów) przy użyciu metody elementów skończonych. Zbadano między innymi: wpływ wyboru modelu numerycznego, rzędu aproksymacji oraz poziomu dyskretyzacji obszaru obliczeniowego. Porównano techniki modelowania ruchu w metodzie elementów skończonych dla modeli maszyn wirujących w stanach ustalonych. Wyniki obliczeń zostały częściowo zweryfikowane pomiarami na modelu fizycznym przetwornika.

Słowa kluczowe

EN

axial-flux motor; finite element method; torque calculation methods; motion modelling techniques

PL

silniki elektryczne; metoda elementów skończonych; moment elektromagnetyczny; modelowanie ruchu

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 51, nr 3
• Strony: 335--349
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Łukaniszyn M.

• Department of Electrical Engineering and Automatic Control, Technical University of Opole

autor

Jagieła M.

• Department of Electrical Engineering and Automatic Control, Technical University of Opole

autor

Wróbel R.

• Department of Electrical Engineering and Automatic Control, Technical University of Opole

Bibliografia

• 1. Binns K.J., Lawrenson P.J., Trowbridge C.W.: The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields. John Willey & Sons, Chichester, New York, 1992.
• 2. Demenko A.: Symulacja dynamicznych stanów pracy maszyn elektrycznych w ujęciu polowym (Field approach to the simulation of electric machine dynamics – in Polish). Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1997.
• 3. Ferreira M.V., et al.: Analysis of a Permanent Magnet Generator with Dual Formulations Using Periodicity Conditions and Moving Band. 13th COMPUMAG, Evian, France, 2-5 July, 2001, pp. 96-97.
• 4. Hammond P.: Energy Methods in Electromagnetism. Claredon Press, Oxford, 1986.
• 5. Howe D., Zhu Z.Q.: The Influence of Finite Element Discretization on the Prediction of Cogging Torque in Permanent Magnet Excited Motors. IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 28, No. 2, March 1992, pp. 1080-1084.
• 6. Kabashima T., Kawahara A., Goto T.: Force Calculation Using Magnetizing Currents. IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 24, No. 1, January 1988, pp. 451-454.
• 7. Kawase Y, Yamaguchi T., Hayashi Y.: Analysis of Cogging Torque of Permanent Magnet Motor by 3-D Finite Element Method. IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 31, No. 3, May 1995.
• 8. Łukaniszyn M., Jagieła M., Wróbel R.: A Disc-Type Motor With Co-Axial Flux the Slator-Influence of Magnetic Circuit Parameters on the Torque. Electrical Engineering (Archiv für Elektrotechnik), Vol. 84, No 2, 2002, pp. 91-100.
• 9. Nowak L.: Modele polowe przetworników elektromechanicznych w stanach nieustalonych (Field models of electromechanical transducers in transient states – in Polish). Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1999.
• 10. Watterson P.A.: Torque Evaluation for 2-D Finite Element Field Solutions. 8th Conference on the Computation of Electromagnetic Fields COMPUMAG'91, Sorrento, Italy, 7-11 July 1991, pp. 767-770.