Modelling of a permanent magnet electrical machine with stator core anisotropy

• Autorzy: Węgiel, T. , Warzecha, A. , Mazgaj, W.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie maszyn elektrycznych wzbudzanych magnesami trwałymi z anizotropowym rdzeniem stojana

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article deals with the methodological aspects of the modelling and field analysis of machines with surface mounted permanent magnets on the rotor, taking into account the anisotropic properties of the stator core. These considerations are intended to show the effect of anisotropy on the structure of the mathematical model of the machine and answer the question of whether if based on classical modelling, it is possible to take into account the rotational magnetization phenomena. The results explain the question, how the magnetic anisotropy effect at rotational magnetization is important from an exploitation point of view.

PL

Temat podjęty w pracy dotyczy metodycznych aspektów modelowania oraz analiz wyników obliczeń polowych maszyn z powierzchniowo montowanymi magnesami trwałymi na wirniku z uwzględnieniem anizotropii magnetycznej rdzenia stojana. Rozważania te mają na celu pokazanie wpływu anizotropii na strukturę modelu matematycznego maszyny i udzielenie odpowiedzi na pytanie, czy przy oparciu się na klasycznych założeniach stosowanych w modelowaniu obwodowym możliwe jest jej uwzględnienie. Przedstawione wyniki obliczeń polowych wykonane dla maszyny modelowej pozwalają określić, na ile efekt anizotropii przy magnesowaniu obrotowym jest istotny z punktu widzenia eksploatacyjnego.

Słowa kluczowe

PL

anizotropia magnetyczna; maszyna synchroniczna z magnesami trwałymi

EN

magnetic anisotropy; PM synchronous machine

• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2015
• Tom: Y. 112, iss. 1-E
• Strony: 301--314
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Węgiel, T.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Cracow University of Technology

autor

Warzecha, A.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Cracow University of Technology

autor

Mazgaj, W.

• Institute of Electromechanical Energy Conversion, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Warzecha A., Sobczyk T., Mazgaj W., Matematyczny opis silnika indukcyjnego z anizotropią magnetyczną rdzenia, Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne, 2013, nr 100, pp. 123–128.
• [2] Węgiel T., Space harmonic interactions in permanent magnet generators, Monograph 447, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2013.
• [3] Sobczyk T., Metodyczne aspekty modelowania matematycznego maszyn indukcyjnych, WNT, Warszawa 2004.
• [4] Sobczyk T., Drozdowski P., Inductances of electrical machine winding with a nonuniform air-gap, Archiv fur Elektrotechnik, 1993, no. 76, pp. 213–218.
• [5] Heller B., Hamata V., Harmonic Field Effect in Induction Machines, Elsevier Scientific, New York 1977.
• [6] Gašparin L., Černigoj A., Fišer R., Additional cogging torque components due to asymmetry in stator back iron of PM synchronous motors, The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, COMPEL, 2011, Vol. 30, no. 3, pp. 894–905.
• [7] Yamaguchi S., Daikoku A., Cogging torque calculation considering magnetic anisotropy for permanent magnet synchronous motors, The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, COMPEL, 2004, Vol. 23, no. 3, pp. 639–646.
• [8] Tamaki T., Fujisaki K., Wajima K., Fujiwara K., Comparison of Magnetic Field Analysis Methods Considering Magnetic Anisotropy, IEEE Transactions on Magnetics, 2010, Vol. 46, no. 2, pp. 187–190.
• [9] Higuchi S., Takahashi Y., Tokumasu T., Fujiwara K., Comparison Between Modeling Methods of 2-D Magnetic Properties in Magnetic Field Analysis of Synchronous Machines, IEEE Transactions on Magnetics, 2014, Vol. 50, no. 2.
• [10] Warzecha A., Mazgaj W., Główne efekty wywoływane anizotropią magnetyczną rdzenia w silniku indukcyjnym, WZEE-2013, Rzeszów–Czarna 2013.

Uwagi

EN

This paper was supported by research grant No DEC-2011/01/B/ST7/04479: ‘Modelling of nonlinearity, hysteresis, and anisotropy of magnetic cores in electromechanical converters with rotating magnetic field’ financed by the National Science Centre (Poland).

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.15.051.3851