In the paper an experimental design proposal for improved performance characteristics of a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) is presented. Starting with an existing topology, by using FEM field computations, an assessment of the steady state performance of the motor is done. A special emphasis is put on the torque pulsations, as well as the cogging torque. Aiming to the improvement of motor characteristics, a novel design by using soft magnetic composites is proposed. The torque characteristics of the both design topologies are compared and analysed.
PL
W artykule przedstawiono propozycję doświadczalnego podejścia do poprawienia charakterystyki silnika synchronicznego z magnesami trwałymi. Wychodząc z istniejącej topologii oraz wykorzystują analizę pola elektromagnetycznego MES przeprowadzono ocenę działania silnika w stanie ustalonym. Specjalny nacisk został położony na moment pulsacyjny oraz na moment zaczepowy. Zmierzając do poprawy charakterystyki silnika, nowe projekt, wykorzystujący miękkie materiały kompozytowe, został zaproponowany. Charakterystyki momentu dla dwóch projektów zostały porównane i przedyskutowane.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper transient performance simulation procedures and the dynamic characteristics analysis, based on the magnetic field solution techniques is presented. The studied object is a small single-phase permanent magnet synchronous motor (SPPMSM). By using the Finite Element Method (FEM), extended numerical calculations of the SPPM synchronous motor magnetic field are carried out. The goal of the paper is to simulate dynamic characteristics in MATLABŽSimulink environment and to carry out the transient analysis of the motor.
PL
W artykule przedstawiono procedury symulacyjne stanu przejściowego oraz analizę charakterystyki dynamicznej bazujące na technikach analizy pola magnetycznego. Badany obiekt jest małym synchronicznym silnikiem jednofazowym z magnesami trwałymi. Wykorzystując MES przeprowadzono rozszerzone obliczenia numeryczne tego silnika. Celem tego artykułu jest symulacja charakterystyki dynamicznej w środowisku MatlabaŽSimulinka oraz przeprowadzenie analizy stanów przejściowych.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper optimisation procedure based on Genetic Algorithm (GA) coupled with Finite Element Method (FEM) for design of an inductor is presented. The target is focused to deriving more efficient model by optimising an existing inductor prototype model, without changing the core shape. The obtained optimal solution is thoroughly investigated through an analysis of performance characteristics, computed from the FEM field solutions. When applicable, results are verified experimentally by measurements, proving the proposed approach as reliable and accurate.
PL
W artykule przedstawiono procedurę optymalizacyjną, bazującą na algorytmie genetycznym z wykorzystanie metody elementów skończonych, do projektowania induktora. Celem pracy jest zbudowanie lepszego modelu od istniejącego bez zmian kształtu rdzenia. Model został zweryfikowany na prototypie; wykazano dokładność i odpowiedniość proponowanego podejścia.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The determination of the magnetic field distribution in the whole motor domain, as well as the motor parameters is a procedure that needs to be done as accurately as possible especially if the motor is in a developing stage. Therefore it is necessary to calculate the magnetic field distribution and afterwards the motor parameters with methods that give the most adequate results. The Finite Element Method (FEM) is a numerical method that gives very accurate results usually proved with measured ones.
PL
W artykule przebadano pole magnetyczne i wyznaczono parametry silnika za pomocą symulacji komputerowej opartej na metodzie elementów skończonych. Porównanie z pomiarami wykazało dużą dokładność zastosowanej metody obliczeń.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the design procedure of the analysed permanent magnet synchronous motor (PMSM) several objectives could be tackled, such as an increased efficiency, reduced total weight of the motor or increased power/weight ratio (specific power). In this paper an optimal design of a PMSM using specific power as objective function is performed. In the design procedure performed on the PM motor, genetic algorithm, as an optimisation tool is used. Comparative analysis of the optimal motor solution and its parameters in relation to the initial model is presented.
PL
W procesie projektowania silników elektrycznych z magnesami trwałymi należy brać pod uwagę: wzrost efektywności, zredukowaną wagę całkowitą oraz wzrost stosunku moc/waga (moc właściwa). W artykule pokazano optymalny projekt takiego silnika, używający masy właściwej jako funkcji celu. W procedurze projektowania wykonanej dla silnika z magnesem trwałym użyto algorytmu genetycznego jako narzędzia optymalizacji. Wykonano analizę porównawczą silnika w rozwiązaniu optymalnym i jego parametrów w stosunku do stanu wyjściowego.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This work investigates the problem of searching the best fitted size of the capacitor during the start-up of a single-phase capacitor induction motor. The larger capacitance to some extent is yielding to a relatively higher starting torque, when the motor accelerates. The values of starting currents and the voltage across the capacitor are determined and studied as well. The paper presents an assessment of the best fitted capacitor size based on a combined analytical–FEM analysis. Several experimental results validate the effectiveness of the proposed methodology.
PL
W artykule przedstawiono poszukiwanie najlepiej dopasowanej wielkości kondensatora podczas rozruchu w jednofazowym silniku indukcyjnym z pomocniczym kondensatorem. Większa pojemność w pewnym stopniu dostarcza względnie wyższy moment rozruchowy kiedy silnik przyspiesza. Wartości prądów rozruchowych i napięcia na kondensatorze są określone i badane. Artykuł przedstawia ocenę najlepiej dobranej pojemności w oparciu o analizę kombinowaną: MES i metody analityczne. Wyniki kilkunastu pomiarów potwierdzają skuteczność zaproponowanej metodyki.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper a particle swarm based optimal design of axial field permanent magnet motor (AFPMM) is proposed. This approach employs a particle-swarm-optimization (PSO) technique to search for optimal design solution of an AFPMM based on the efficiency value of the motor. A comparative analysis of the optimised solution and the prototype is presented and it is based on the values of the optimised objective function, on the values of the optimisation parameters, and on a set of electric and magnetic parameters of the motor.
PL
W artykule opisano wykorzystanie metody optymalizacji roju cząstek w projektowaniu maszyny synchronicznej z magnesami trwałymi o strumieniu osiowym (ang. AFPMM). Dokonano analizy porównawczej wyznaczonych optymalizacji oraz przedstawiono prototyp oparty na wartościach parametrów optymalizacji oraz parametrach elektrycznych i magnetycznych maszyny.
The analysed permanent magnet disc motor (PMDM) is used for direct wheel drive in an electric vehicle. Therefore there are several objectives that could be tackled in the design procedure, such as an increased efficiency, reduced iron weight, reduced copper weight or reduced weight of the permanent magnets (reduced rotor weight). In this paper the optimal design of PMDM using a multi-objective genetic algorithm optimisation procedure is performed. A comparative analysis of the optimal motor solution and its parameters in relation to the prototype is presented.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper deals with magnetic field calculations and FE model-based prediction of torques in a PMBLDC motor. As a function of the rotor position, the torque produced by these machines has a pulsating component in addition to the dc component. This pulsating torque, according to the motor drive, has a fundamental frequency corresponding to six pulses per electrical revolution of the motor. The finite element analysis (FEA) has been employed to assess electromagnetic torque and cogging torque waveforms. The torque ripple in dependence of the switching angle for the control device is thoroughly investigated.
PL
Artykuł przedstawia obliczenia pola magnetycznego i predykcję momentu, bazujące na technice elementów skończonych, dla trójfazowych bezszczotkowych silnikach prądu stałego z magnesami trwałymi. Funkcją pozycji wirnika jest składnik pulsacyjny w momencie produkowanym przez te maszyny. Moment pulsacyjny, zgodnie z napędem silnika, posiada harmoniczną podstawową korespondującą od sześciu pulsów na jeden obrót wirnika. Metoda elementów skończonych została użyta do oszacowania momentu elektromagnetycznego oraz momentu żłobkowego. Zakłócenia momentu w zależności od kąta włączenia są szczegółowo badane.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The objective of this paper is to provide a comparison between traditional radial field permanent magnet motor and an axial field permanent magnet motor. The comparison is made on previously optimised models of radial and axial filed motors. The optimisation procedure in the optimal design of both solutions is performed by a genetic algorithm programme called GA-ODEM. Finally a comparative analysis of the radial field permanent magnet motor and the axial field permanent magnet motor on a structural and electromagnetic basis is performed.
PL
Celem artykułu jest porównanie tradycyjnej konstrukcji silnika z magnesami trwałymi ze strumieniem promieniowym i konstrukcji ze strumieniem osiowym. Porównanie przeprowadzona dla zoptymalizowanych uprzednio konstrukcji. Procesu optymalizacji dokonano techniką algorytmu genetycznego GA-ODEM. Porównanie obu rozwiązań przeprowadzono zarówno w obszarze ich struktury, jak i parametrów elektromagnetycznych.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper the influence of magnetization pattern on the magnetic field features and characteristics in a surface mounted permanent magnet motor is analysed. A comparative analysis of performance characteristics for a conventional surface PM motor with Halbach array topologies is presented. The study is based on FEM field computations that enable the visibility of the magnetic properties and characteristics. The emphasis is put on electromagnetic field distribution, magnetic flux per pole profile and components of the flux density in the air gap.
PL
W artykule przeprowadzono analizę wpływu sposobu magnetyzacji na właściwości pola magnetycznego I charakterystyki w silniku z powierzchniowym magnesem trwałym. Przedstawiona została analiza porównawcza charakterystyki działania dla konwencjonalnego silnika z powierzchniowym magnesem trwałym w układzie Halbacha. Badania zostały oparte na metodzie elementów skończonych, która umożliwia „widzenie” właściwości magnetycznych i charakterystyk. Nacisk położono na rozkład pola elektromagnetycznego, strumień magnetyczny w profilu i składowe indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper deals with calculation of parameters of a permanent magnet synchronous motor. In addition, steady-state characteristics are calculated, too. For this purpose, Finite Element Method is applied. The results of numerical calculations are presented in figures and by diagrams. An evaluation on the influence of the parameters on the behaviour of a permanent magnet synchronous motor (PMSM) is presented. When possible, calculated parameters are compared with testing results. Experimentally and numerically obtained values are showing an excellent agreement.
PL
W artykule przedstawiono obliczenia parametrów silnika synchronicznego z magnesami trwałymi. Wyznaczono charakterystyki stanu ustalonego metodą elementów skończonych MES. Wyniki obliczeń numerycznych przedstawiają rysunki i diagramy. Oszacowanie wpływu tych parametrów na zachowanie się silnika zostało porównane z wynikami eksperymentów - osiągnięta została doskonała zgodność.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper is presented development of new experimental model of single phase shaded pole motor using soft magnetic materials. At the beginning, using analytic approach with symmetrical components a mathematical model of the basic model is developed. Using Method of Genetic Algorithm (GA) and introducing as a target function electromagnetic torque, new optimized motor model with improved electromagnetic torque is derived. By application of soft magnetic materials in optimized motor model a new experimental motor model is obtained with decreased losses and improved efficiency.
PL
Artykuł przedstawia nowy eksperymentalny model silnika jednofazowego z utajonym biegunem wykonanego z miękkich materiałów magnetycznych. W początkowej fazie model opiera się na podejściu analitycznym, wykorzystującym składowe symetryczne. Wykorzystując technikę algorytmów genetycznych i wprowadzając jako funkcję celu moment elektromagnetyczny skonstruowano nowy model silnika z ulepszonym momentem elektromagnetycznym. Poprzez wykorzystanie miękkich materiałów magnetycznych w optymalizowanym silniku osiągnięto zmniejszenie strat mocy i polepszenie efektywności.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper a cuckoo search based optimal design of axial flux permanent magnet motor (AFPMM) is proposed. This approach employs a Cuckoo search (CS) technique as a search tool for optimal design solution of a AFPMM based on the value of the objective function. Several optimisation solutions are analysed and a best solution is proposed based on the values of the optimisation parameters and the efficiency, as well as other important motor parameters. An overall comparison of the optimal solution and the prototype model of the motor is presented.
PL
W niniejszej pracy zaproponowano projekt optymalnej konstrukcji osiowego strumienia silnika z magnesami trwałymi (AFPMM) oparty o wykorzystanie algorytmu kukułki. Projekt wykorzystuje algorytm kukułki (CS) jako narzędzie do wyszukiwania optymalnego rozwiązania projektowego AFPMM w oparciu o wartości funkcji celu. Autorzy przeanalizowali kilka rozwiązań optymalizacyjnych i zaproponowali najlepsze rozwiązanie oparte o wartości parametrów optymalizacji oraz wydajności, jak również innych ważnych parametrów silnika. Przedstawiono porównanie optymalnego rozwiązania projektowego z wynikami uzyskanymi dla prototypowego modelu silnika.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the past few years Genetic Algorithms (GAs) have proved to be a very powerful and reliable optimisation tool. They have also been successfully applied in the design optimisation of many electromagnetic devices. Therefore, in this paper the optimal design performed on the single phase permanent magnet brushless DC motor (SPBLDCM) is done by using a Genetic Algorithm. The objective function of the optimisation search is selected to be the efficiency of the motor and the design process is defined as a maximisation problem. Based on the values of some specific motor parameters, a comparative analysis of the improved motor and the initial motor design is performed. As an addition to the comparative analysis, a Finite Element Method modelling and analysis of both models is also performed.
PL
W ostatnich kilku latach algorytmy genetyczne staly się jednym z poważniejszych narzędzi w rozwiązywaniu problemów optymalizacji. Dotyczy to również optymalizacji licznych urządzeń elektromagnetycznych. W tym artykule pokazano zastosowanie algorytmu genetycznego w optymalizacji silnika jednofazowego z magnesem trwały w wykonaniu bezszczotkowym. Funkcją celu w procesie optymalnego projektowania jest efektywność silnika jako wartość maksymalna. Biorąc pod uwagę kilka specyficznych parametrów silnika przeprowadzono analizę porównawczą modeli optymalnego i początkowego, a także dla obu modeli przeprowadzono analizę pracy silnika metodą elementów skończonych.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper an original algorithm for 3D automatically mesh generation for all configuration of a Solid Salient Poles Synchronous Motor (SSPSM) is presented. The proposed concept starts with curvilinear four sided prismatic macro-elements and finishes with triangular prismatic finite-elements. Later, this paper deals with modelling of three dimensional magnetic field, and it gives an opportunity for numerical computation and analysis of the electromagnetical and electromechanical characteristics of the motor, with rated data: 2.5 kW, 240 V, and 1500 r.p. m.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the design attributes and static characteristics of a new 6/4 topology of a low cost brushless DC permanent magnet (BLDCPM) motor. To analyse the motor performance, steady state characteristics are obtained by using quasi-static finite element analysis (FEA). Computational results are presented in figures and tables. The analysis of the motor characteristics will be used as a reliable tool for design optimisation of this novel low cost BLDCPM motor.
PL
W artykule przedstawiono projekt nowego silnika bezszczotkowego DC z magnesami trwałymi w topologii 6/4. Do analizy właściwości silnika wykorzystano quasi-static metodę element skończonego.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Recently, the cogging torque in electric motors has been drastically decreased as designers and manufacturers have developed better understanding of the cogging phenomenon. The paper presents a design methodology for cogging torque reduction by an appropriate shaping of stator poles in a Brushless DC Permanent Magnet (BLDCPM) Motor. Cogging torque waveforms, along with other relevant characteristics are examined and a new stator poles design of the BLDCPM motor is proposed.
PL
W artykule przedstawiono metodę projektowania bezszczotkowej maszyny DC z magnesami trwałymi (BLDCPM), z uwzględnieniem redukcji momentu zaczepowego poprzez odpowiednie ukształtowanie biegunów stojana. Analizie poddano charakterystyki samego momentu zaczepowego jak i innych, powiązanych z zagadnieniem parametrów. Zaproponowano także nowy projekt maszyny BLDCPM.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper the influence of some design parameters on the cogging torque development by a surface mounted permanent magnet motor is investigated. The investigation is focused on the implementation of stator core skewing and dummy slots in the stator teeth and their influence on the cogging torque reduction of the motor. The cogging torque is calculated numerically for the different motor solutions by using finite element method analysis.
PL
W artykule zaprezentowano badania nad wpływem pewnych parametrów projektowych na rozwój momentów pulsacyjnych powstałych w wyniku zamontowania powierzchniowego magnesu trwałego. Badania skupione są na implementacji rdzenia stojana ze skoszonymi żłobkami i pustymi żłobkami w zębach oraz ich wpływem na redukcję pulsacyjnych momentów w silniku. Moment pulsujący wyznaczany jest numerycznie przy użyciu metody elementów skończonych dla różnych rozwiązań silnika.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper a new approach for optimisation and designing an E-I inductor, by using the Taguchi Design of Experiments (DoE) technique is presented. The proposed technique is applied on an existing iron core inductor. The target of optimisation is to reduce the total mass of active materials, preferably focussing on copper mass, while the required value of magnetising inductance is kept inside the prescribed bounds. Additional constraints are also considered. The inductor lamination geometry and properties of active materials (iron core and copper wire) are kept the same. The method incorporates application of 3D FEM as virtual design tool, to prove the optimisation results.
PL
W artykule przedstawiono nowe podejście w optymalizacji i projektowaniu induktora z rdzeniem E-I przy wykorzystaniu techniki Design of Experiment (zaproponowanej przez Dr. Taguchi. Proponowana technika zastosowana jest dla istniejącego rdzenia induktora. Celem optymalizacji jest redukcja całkowitej masy materiałów aktywnych ze szczególnym uwzględnieniem masy miedzi przy zachowaniu wymaganej wartości indukcyjności w przewidzianych granicach. Dodatkowe ograniczenia również zostały rozważone. Warstwowa geometria induktora i właściwości materiałów aktywnych (rdzeń i przewody miedziane)zostały zachowane bez zmian. Metoda wykorzystuje trójwymiarową analizę metodą elementów skończonych do potwierdzenia wyników optymalizacji.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.