This paper presents a comparison of an AC radial flux interior permanent magnet (IPM) motor with the distributed winding (DW) and concentrated winding (CW). From time to time, manufacturers of electric vehicles change the design of electric motors, such changes may include changing the DW into CW and vice versa. A change to the winding in a radial permanent magnet synchronous motor may lead to a change in motor parameters during motor operation and /or change in the distribution of the magnetic field and thermal circuit of the electrical machine. The electromagnetic analysis, efficiency map, mechanical stress, and thermal analysis of the machine with the DW and CW are presented in this paper. This article describes the advantages and disadvantages of selected stator winding designs and helps understand manufacturers’ designers how the DW and CW play a key role in achieving the designed motor’s operational parameters such as continuous performance. Analyzing the performance of both machines will help identify their advantages and disadvantages with regard to thermal phenomena, magnetic field and operational parameters of the presented IPM prototypes. Both prototypes are based on commonly used topologies such as 12/8 (slot/pole) and 30/8 (slot/pole) IPM motors consisting of magnets arranged in a V-shape. The AC IPM motor was designed for an 80 kW propulsion system to achieve 170 N·m at a base speed of 4 500 rpm. Modern CAD tools are utilized throughout the numerical computations based on 2-D finite element methods. Selected test data are used to verify and validate the accuracy of finite element models.
W pracy przedstawiono analizę najważniejszych parametrów użytecznych silnika z magnesami trwałymi i z uzwojeniem skupionym, który zaprojektowano do napędu pojazdów elektrycznych i hybrydowych. Dla zaprojektowanej konstrukcji prototypu silnika synchronicznego z magnesami umieszczonymi wewnątrz rdzenia wirnika (IPMSM) przedstawiono jego najważniejsze zalety. Zaprojektowany silnik o znamionowej mocy 80 kW charakteryzuje się niskimi stratami mocy w magnesach i żelazie oraz momentem zaczepowym nie większym niż 0,98 Nm.
EN
The article presents the results of basic parameters of a permanent magnet motor with concentrated winding in the electric /hybrid vehicle application. The potential benefits resulting from the use an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) are presented. The 80 kW IPMSM is characterized by low magnet losses and iron losses and the cogging torque is not higher than 0,98 Nm.
W artykule przedstawiono analizę potencjalnych możliwości pozyskiwania energii do ładowania samochodów elektrycznych. Obecnie największym problemem rozwoju rynku pojazdów elektrycznych jest brak odpowiedniej infrastruktury do ich ładowania. W związku z tym oprócz budowy nowej infrastruktury należy rozważyć również inne pośrednie metody poprawy efektywności i przepustowości obecnej sieci dystrybucji energii, w szczególności w miejscach, gdzie wykorzystywane są samochody elektryczne, czyli na ulicach miast. Jednym z takich sposobów jest modernizacja oświetlenia ulicznego poprzez nowoczesne rozwiązania oparte na technologii LED. Zaoszczędzoną w ten sposób energię będzie można wykorzystać do ładowania samochodów elektrycznych. W prezentowanej pracy przedstawiono metody ograniczenia zużycia energii w sieci oświetlenia drogowego oraz przeprowadzono analizę potencjalnych możliwości wykorzystania zaoszczędzonej tam energii elektrycznej do ładowania samochodów elektrycznych. W ramach tej analizy przeprowadzono również oszacowanie kosztów i zwrotu takiej inwestycji.
EN
The article presents an analysis of the potential for deriving energy for electric cars charging. Currently, the biggest problem in the development of the electric vehicle market is associated with the lack of adequate infrastructure that enables their charging. Therefore, in addition to building new infrastructure, we should also consider other indirect methods of improving the efficiency and capacity of the current energy distribution network, in particular in the locations where electric cars are utilized, i.e. city streets. One of such methods can be based on the modernization of street lighting for modern solutions based on LED technology. The energy saved in this way can be used to charge electric cars. The presented work presents methods for reducing energy consumption in the network applied for road lighting and analysis of the potential use of electricity saved there for charging electric cars. As part of this analysis, an estimation of the costs and return of such an investment was also carried out.
This paper presents a review of the electromagnetic field and a performance analysis of a radial flux interior permanent magnet (IPM) machine designed to achieve 80 kW and 125 Nm for an electric and hybrid traction vehicle. The motor consists of a 12-slot stator with a three-phase concentrated winding as well as an 8-pole rotor with V-shaped magnets. Selected motor parameters obtained from an IPM prototype were compared with the design requirements. Based on the electromagnetic field analysis, the authors have indicated the parts of the motor that should be redesigned, including the structure of the rotor core, aimed at enhancing the motor’s performance and adjusting segmentation for magnet eddy current loss reduction. In addition, iron and PM eddy current losses were investigated. Moreover, transient analysis of current peak value showed that the current may increase significantly compared to steady-state values. A map of transient peak current load vs. torque load plotted against rotor speed was provided. Based on the numeric and analytical results of physical machine parameters, the authors indicate that collapse load during the motor’s operation may significantly increase the risk of permanent magnet (PM) demagnetization. It was also found that collapse load increases the transient torque, which may reduce the lifetime of windings.
W artykule przedstawiono analizę potencjalnych możliwości pozyskiwania energii do ładowania samochodów elektrycznych. Obecnie największym problemem rozwoju rynku pojazdów elektrycznych jest brak odpowiedniej infrastruktury do ich ładowania. W związku z tym oprócz budowy nowej infrastruktury należy rozważyć również inne pośrednie metody poprawy efektywności i przepustowości obecnej sieci dystrybucji energii w szczególności w miejscach, gdzie wykorzystywane są samochody elektryczne, czyli ulice miast. Jednym z takich sposobów jest modernizacja oświetlenia ulicznego poprzez nowoczesne rozwiązania oparte na technologii LED. Zaoszczędzoną w ten sposób energię będzie można wykorzystać do ładowania samochodów elektrycznych. W prezentowanej pracy przedstawiono metody ograniczenia zużycia energii w sieci oświetlenia drogowego oraz przeprowadzono analizę potencjalnych możliwości wykorzystania zaoszczędzonej tam energii elektrycznej do ładowania samochodów elektrycznych. W ramach tej analizy przeprowadzono również oszacowanie kosztów i zwrotu takiej inwestycji.
EN
The article presents an analysis of the potential for deriving energy for electric cars charging. Currently, the biggest problem in the development of the electric vehicle market is associated with the lack of adequate infrastructure that enables their charging. Therefore, in addition to building new infrastructure, we should also consider other indirect methods of improving the efficiency and capacity of the current energy distribution network, in particular in the locations where electric cars are utilized, i.e. city streets. One of such methods can be based on the modernization of street lighting for modern solutions based on LED technology. The energy saved in this way can be used to charge electric cars. The presented work presents methods for reducing energy consumption in the network applied for road lighting and analysis of the potential use of electricity saved there for charging electric cars. As part of this analysis, an estimation of the costs and return of such an investment was also carried out.
W pracy przedstawiono analizę najważniejszych parametrów użytecznych silnika z magnesami trwałymi i z uzwojeniem skupionym, który zaprojektowano do napędu pojazdów elektrycznych i hybrydowych. Dla zaprojektowanej konstrukcji prototypu silnika synchronicznego z magnesami umieszczonymi wewnątrz rdzenia wirnika (IPMSM) przedstawiono jego najważniejsze zalety. Zaprojektowany silnik o znamionowej mocy 80kW charakteryzuje się niskimi stratami mocy w magnesach i żelazie oraz momentem zaczepowym nie większym niż 0.98Nm.
EN
The article presents the results of basic parameters of a permanent magnet motor with concentrated winding in the electric /hybrid vehicle application. The potential benefits resulting from the use an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) are presented. The 80kW IPMSM is characterized by low magnet losses and iron losses and the cogging torque is not higher than 0.98Nm.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.