Minimising of electromagnetic torque ripple of reluctance stepper motor

• Autorzy: Bernat, J. , Kołota, J. , Stepień, S.

Warianty tytułu

PL

Minimalizacja tętnień momentu elektromagnetycznego reluktancyjnego silnika krokowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Reluctance stepper motors are commonly used in many cost-sensitive industrial and consumer applications, however they are affected by a large torque ripple, due to construction and phase unbalancing. This, in turn, may cause large vibrations on the load, especially in those systems with flexible elements. This research presents a technique of dynamics improvement by modification of voltage control signal of the variable reluctance stepper motor. The problem is solved by the electromagnetic field modeling using the time – stepping finite element method.

PL

Reluktancyjne silniki krokowe są powszechnie wykorzystywane w wielu aplikacjach przemysłowych, jednakże ze względu na specyficzną budowę i niezrównoważone zasilanie faz silnika są one narażone na duże tętnienia momentu. To z kolei może spowodować duże wibracje na obciążeniu, szczególnie w systemach z elastycznymi elementami. Artykuł prezentuje modyfikację napięcia sterującego, uwzględniając wartości indukcyjności kolejno zasilanych faz silnika. Pole elektromagnetyczne modelu zostało rozwiązane metodą elementów skończonych.

Słowa kluczowe

PL

reluktancyjny silnik krokowy; tętnienia momentu; metoda elementów skończonych

EN

reluctance stepper motor; torque ripple; finite element method

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 88, nr 9a
• Strony: 200-203
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bernat, J.

autor

Kołota, J.

autor

Stepień, S.

• Poznan University of Technology, Chair of Computer Engineering,

Bibliografia

• [1] Krishnan R., Switched reluctance motor drives Modeling, Simulation, Analysis, Design, and Applications,(ser. I.E Boca Raton, FL; CRC Press, 2001)
• [2] Bernat J., Kołota J.,Stępień S., Coupled field-motion model of variable reluctance stepper motor, Electrical Review, Vol.4 (2009), 210-213
• [3] Henrotte F., Handbook for the computation of electromagnetic forces in a continuos media, ICS Newsletter, Vol. 11(2004), No. 2, 10-17
• [4] Vijayakumar K., Karthikeyan R., Paramasivam S., Arumugam R., and Srinivas K., Switched Reluctance Motor Modeling, Design, Simulation, and Analysis: A Comprehensive Review, IEEE Trans. Mag., Vol. 44 (2008), 4605-4617
• [5] Rahman K. M. and Schulz S. E., Design of high-efficiency and high torque density switched reluctance motor for vehicle propulsion, IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 38 (2002), 1500–1507
• [6] Stępień S., Determination of electromagnetic torque with online computation of the optimal radius of the integration contour, COMPEL Vol. 29 (2010), 686-698
• [7] Bernat J., Kołota J, Stepien S., Dynamic of Reluctance Stepper Motor Depending on Different Air Gap, monograph: Information Systems Architecture and Technology – Model Based Decisions, 2008, pp. 179-191.
• [8] De Oliveira A., Antunes R., Kuo-Peng P., Sadowski N., Dular P. Electrical machine analysis considering field – circuit – movement and skewing effects, Compel: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, vol. 23 (2004), no. 4, pp. 1080-1091.
• [9] Stepien S., Patecki A., Modeling and Position Control of Voltage Forced Electromechanical Actuator, Compel: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, Vol. 25 (2006), No. 2, pp. 412-426.
• [10] Panda S.K., Xu J.X., Qian W., Review of torque ripple minimization in PM synchronous motor drives, Power and Energy Society General Meeting – Conversion and Delivery of Electrical Energy in the 21st century, July 2008, pp. 1-6.
• [11] Roux C., Morcos M. M., On the use of a simplified model for switched reluctance motors, IEEE Trans. Energy Conv. Vol. 17 (2002), pp.400-405.
• [12] Wu W., Dunlop J., Stephen B., Collocott J. and Kalan B., Design optimization of a switched reluctance motor by electromagnetic and thermal finite-element analysis, IEEE Trans. Magn. Vol. 39 (2003), 3334–3336
• [13] Schramm D.S, Williams B.W., Green T.C., Torque ripple reduction of switched reluctance motors by phase current optimal profiling, IEEE Power Electronics Specialist Conf., 1992, pp. 857-860.