Sposoby ograniczania pulsacji momentu elektromagnetycznego w silnikach prądu stałego wzbudzanych magnesami trwałymi

• Autorzy: Dudzikowski I. , Gierak D.

Warianty tytułu

EN

Methods of reduction electromagnetic torque pulsations in dc permanent magnet motors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono analizę polową pulsacji reluktancyjnych momentu elektromagnetycznego w komutatorowych silnikach wzbudzanych magnesami trwałymi. Zbadano skuteczność ograniczania pulsacji momentu od zębów przez zastosowanie następujących sposobów: skosu żłobków wirnika lub skosu magnesów, odpowiedniego rozmieszczenia magnesów na obwodzie stojana, doboru odpowiedniej wartości kąta magnesów, magnesów o różnych wartościach kąta biegunowego. Zastosowano dwuwymiarową polową metodę obliczeń. W celu uwzględnienia wpływu skosu żłobków zastosowano metodę podziału maszyny na warstwy wzdłuż długości wirnika. Analizę przeprowadzono na przykładzie silników dwubiegunowych.

EN

Electromagnetic torque pulsations in permanent magnet machines are undesirable: they generate mechanical vibrations, noise and stray power losses in the machine and so they must be reduced. This is usually done through the proper design of the machine magnetic circuit. The effectiveness of methods of reducing electromagnetic torque pulsations in permanent magnet commutator motors is analysed. The analysis was carried out for bipolar motor. An angular relation between the cogging torque and the resultant electromagnetic torque was determined for: a) motor with classical magnetic circuit (fig. I), b) motor with skewed slots (fig. 5), c) motor with an asymmetric arrangement of magnets on the stator's circumference, achieved through: - symmetric shifting of the magnets by angle relative the machine's geometric axis (fig. 2), -shifting one magnet in each pair of magnets by angle (fig. 3), motor with magnets with different polar angles (different magnet width) (fig. 4). A two-dimensional field calculation method was used.

Słowa kluczowe

PL

maszyna elektryczna; magnes trwały; moment elektromagnetyczny; pulsacje momentu; ograniczanie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 56, nr 24
• Strony: 17--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dudzikowski I.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-372 Wrocław, ul. Smoluchowskiego 19

autor

Gierak D.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, 50-372 Wrocław, ul. Smoluchowskiego 19

Bibliografia

• [1] BIANCHI N., BOLOGNANI S., Reducing Torque Ripple in PM Synchronous Motors by Pole Shifting, International Conference on Electrical Machines ICEM2000, Espoo, Finland, 28-30 August 2000, pp. 1222-1226.
• [2] DUDZIKOWSKI I., JANISZEWSKI S., GIERAK D., Polowo-obwodowa analiza momentu elektromagnetycznego w komutatorowym silniku magnetoelektrycznym, Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej Nr 54, Seria: Studia i Materiały Nr 23, Wrocław 2003, s. 15-28.
• [3] JAHNS T.M., SONG W.L., Pulsating Torque Minimization Techniques for Permanent Magnet AC Motor Drives - A Review, IEEE Trans, on Industrial Electronics, Vol. 43, No. 2, April 1996, pp. 321-330.
• [4] ŁUKANISZYN M., WRÓBEL R., JAGIEŁA M., Moment elektromagnetyczny silników prądu stałego wzbudzanych magnesami trwałymi, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej Nr 1501, Seria: Elektryka z. 177, Gliwice 2001, s. 247-254.
• [5] ŁUKANISZYN M., WRÓBEL R., JAGIEŁA M., Optymalizacja kształtu magnesów trwałych w bezszczotkowym silniku prądu stałego, Mat. XXXIX Symp. Masz. Elektr. SME 2003, Gdańsk-Jurata 2003.
• [6] MROZEK A., Charakterystyki eksploatacyjne synchronicznych silników o magnesach trwałych z ograniczonymi pulsacjami momentu, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria: Elektryka - w druku.
• [7] POCHANKE A., Moment silników bezzestykowych z magnesami trwałymi w stanie bez prądu. Prace XII Międzynarodowego Symp. „Mikromaszyny i Serwonapędy 2000", s. 295-302, Kamień Śląski 2000.
• [8] Szczypior J., Wpływ kształtu zębów na moment reluktancyjny w bezszczotkowym silniku z magnesami trwałymi. Mat. XXXIX Symp. Masz. Elektr. SME 2003, Gdańsk-Jurata 2003.
• [9] Szczypior J., Minimalizacja momentu reluktancyjnego w bezszczotkowych silnikach z magnesami trwałymi, Mat. XXXVIII Symp. Masz. Elektr. SME 2002, Cedzyna-Kielce 2002, s. 169-180.