Optymalizacja maszyny synchronicznej z segmentowymi magnesami zagnieżdżonymi

• Autorzy: Piotuch R. , Pałka R.

Warianty tytułu

EN

FEM based optimization of a segmented IPM synchronous machine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł podejmuje temat optymalizacji maszyn synchronicznych z magnesami zagnieżdżonymi z wykorzystaniem narzędzi Matlab i Maxwell. Dokonano optymalizacji geometrii wirnika maszyny o zadanych parametrach stojana, maksymalizując wartość średnią momentu elektromagnetycznego i szerokość zakresu pracy przy stałej mocy (ZPPSM), z uwzględnieniem ograniczeń geometrycznych i technologicznych. W programie Matlab zaimplementowano algorytm genetyczny (AG) użyty do optymalizacji modelu polowego stworzonego w programie Maxwell. W celu oceny danej geometrii wirnika wyznaczono indukcyjności w osiach d i q oraz wartość strumienia od magnesów trwałych, a także średnią wartość momentu elektromagnetycznego przy zasilaniu prądem DC. Dla wybranych struktur wirnika wskazanych frontem Pareto wyznaczono maksymalne wartości momentu zaczepowego w celu wyboru finalnej geometrii.

EN

The work presented in this paper relates to an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM) optimization procedure programed in Matlab and Maxwell environments. The stator of the machine is a mass-produced one. During optimization process a geometry of IPMSM machine was analyzed, concerning average torque value and Constant Power Speed Range (CPSR) maximization under physical and technological constraints. By combining Matlab and Maxwell software the authors used a genetic algorithm for Finite Element Model optimization. To evaluate each geometry Ld and Lq inductances as well as magnetic flux values and average electromagnetic torque value for DC current were estimated. Among Pareto Front solutions a cogging torque maximum values were evaluated for a selection of a final geometry.

Słowa kluczowe

PL

Maszyny z MT; optymalizacja; MES; front Pareto; praca przy stałej mocy

EN

PM electrical machines; optymization; FEM; Pareto front; constant power regime

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 17, nr 3
• Strony: 152--157
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Piotuch R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych

autor

Pałka R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektroenergetyki i Napędów Elektrycznych

Bibliografia

• [1] Dr Barba P., Mognaschi M. E.: Industrial design with mul - tiple criteria: shape optimization of a permanent-magnet generator IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 45, No. 3, 2009, p. 1482–1485.
• [2] Paplicki P. The new generation of electrical machines applied in hybrid drive car Electrical Review, Vol. 86, No. 6, 2010, p. 101–103.
• [3] Stumberger B, Hamler M., Trlep M., Jesenik M. Analysis of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor Designed for Flux Weakening Operation . IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 37, No. 5, 2001, p. 3644–3647.
• [4] Pałka R., Piotuch R. FEM based IPMSM optimization , Problem Issues – Electrical Machines, Vol. 104, No. 4, 2014, p. 99–104.
• [5] Paplicki P.: Design optimization of the electrically controlled permanent magnet excited synchronous machine to improve flux control range Electronika ir electrotechnika, Vol. 20, No. 10, 2014.
• [6] Soong W.L., Miller T.J.E. Field-weakening performance of brushless synchronous AC motor drives . IEE-Proc.-Electr. Power. Appl. Vol. 141, No. 6, 1994, p. 331–340.
• [7] Dutta R .: A Segmented Interior Permanent Magnet Synchronous Machine with Wide Field-Weakening Range . The University of New South Wales, Praca Doktorska, 2007.
• [8] Deb K., Pratap A., Agarwal S., Meyarivan T.: A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA-II . IEEE Transactions On Evolutionary Computation, Vol. 6, No. 2, 04. 2002.
• [9] Piotuch R. Wyznaczanie indukcyjności z uwzględnieniem nasycenia obwodu magnetycznego maszyn synchronicznych z magnesami zagnieżdżonymi IAPGOŚ, 2/2013, s. 41–44.
• [10] Pałka R., Paplicki P., Piotuch R., Wardach M.: Analiza polowa i obwodowa silnika synchronicznego z magnesami trwałymi terowanego regulatorem histerezowym , Przegląd Elektrotechniczny, Warszawa, 02b/2013, s. 147–149.