طراحی المان محدود و تحلیل ناحیهای چگالی شار مغناطیسی بیباری و نیروی ضد محرکه الکتریکی در ماشین الکتریکی بدون هسته شار شعاعی مغناطیس دائم استاتور میانی

نویسندگان

1 دانشگاه مالک اشتر تهران

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد بروجردمحل کار نیروگاه شهید مدحج اهواز

چکیده

در این مقاله چگالی شار مغناطیسی بیباری و نیروی ضد محرکه الکتریکی ماشین الکتریکی بدون هسته شار شعاایی مغنعاطی دائعاستاتور میانی با استفاده از تحلیل ناحیهای ارائه شده است. ابتدا روابط تحلیلی چگالی شار مغناطیسی بیباری و نیروی ضد محرکه الکتریکعی ایعنماشین بهکمک ماادلات ماکسول ارائه و سپ این روابط با نتایجی که از طراحی المان محدود در نرمافزار ماکسول استخراج شدهاند، ایتبارسنجیمیگردد. این مقایسه نشان میدهد که اختلاف نتایج روابط تحلیلی با نتایج المان محدود حدود 9 درصد است. در این مقاله برای محاسعبه نیعرویضد محرکه الکتریکی ناشی از آهنرباهای دائ از تمام مؤلفههای توزیع چگالی هادی سی پیچعی اسعتفاده شعده اسعت. لازم بعه سکعر اسعت کعه درتحقیقات مرتبط با این موضوع فقط از اولین مؤلفه شاایی چگالی شار مغناطیسی استفاده میشود. نشان داده میشود که ضریب یعر آهنربعا درغیرسینوسی نمودن چگالی شار مغناطیسی بیباری در شااع نامی استاتور و کاهش تاداد زوج قطبها در اشباع مغناطیسی یوغهعا و کعاهش ولتعاالقایی نقش اساسی دارد. همچنین نشان داده میشود که افزایش طول فاصله هوائی میتواند در صفر نمودن ایوجاع هارمونیکی نیروی ضد محرکعهالکتریکی بیشترین ایفاء نقش را داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Subdomain Analysis and Finite Element Design of No-load Magnetic Flux Density and Back-EMF in Radial Flux Air-cored Permanent Magnet Electrical Machine with Meddle Stator

چکیده [English]

In this Article, no-load magnetic flux density and Back-EMF of the redial flux Air-Cored permanent magnet electrical machine (RFAMP) is provided with meddle stator using the subdomain analysis. First, Analytical relationships of no-load magnetic flux density and Back-EMF of this machine are presented with maxwell equations and, then, these relationships are validated by finite element numerical results in Maxwell 16.02 software. This comparison shows that the difference between analytical relations and finite element results is 3% about. In this article, to calculate the Back-EMF resulting from the permanent magnet, all the components of winding conductor density distribution are used. It should be noted that in the investigations relating to this case, only the first radial component of the magnetic flux density is used. It is also shown that magnet width coefficient plays an essential role in the non- sinusoidal of the no-load magnetic flux density in the stator nominal radius and reduction of the number of pairs of poles in the magnetic saturation of yokes and induced voltage reduction. It is also shown that increasing the length of the air gap can have the greatest role in zero harmonic distortion of Back-EMF

کلیدواژه‌ها [English]

  • Finite Element
  • Radial Density
  • Air-cored Permanent Magnet Machin

مراجع

  1. M. R. Alizadeh Pahlavani and B. Shirali, “Analytical Design of On load Magnetic Flux Density and Flux-linkage in Radial Flux Air-cored Permanent Magnet Electrical Machine with a Double-sided Rotor,” Journal of Applied Electromagnetics, vol. 3, no. 2, 2015##
  2. N. Boules, “Two-Dimensional Field Analysis of Cylindrical Machines with Permanent Magnet Excitation,” Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. IA-20, no. 5, pp. 1267– 1277, 1984. ISSN 0093-9994. 3.2##
  3. N. Boules, “Prediction of No-Load Flux Density Distribution in Permanent Magnet Machines,” Industry Applications, IEEE Transactions on, vol. IA-21, no. 3, pp. 633–643, 1985. ISSN 0093-9994. 3.2, 3.4, 3.6.3, B##
  4. Z. Tian, C. Zhang, and S. Zhang, “Analytical Calculation of Magnetic Field Distribution and Stator Iron Losses for Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Machines, Energies 2017. 10,320;doi:10.3390/en10030320##
  5. Z. Q. Zhu, D. Howe, E. Bolte, and B. Ackermann, “Instantaneous magnetic field distribution in brushless permanent magnet {DC} motors Part: {I}: Open-circuit field,” Magnetics, IEEE Transactions on, vol. 29, no. 1, pp. 124–135, 1993. ISSN 0018-9464. 3.2, 3.6.1, 3.7.1, 3.7.2##
  6. J. F. Gieras and M. Wing, “Permanent Magnet Motor Technology-Design and Applications,” Second edi edn. Marcel Dekker, Inc., 2002. ISBN 0-8247-0739-7. 1.2.1, F.6##
  7. E. S. Hamdi, “Design of Small Electrical Machines,” Translater, A. Vahedi, S. Dahroyeh, Science and Industry University, Iran, 2006##
  8. S. Mohammadi and M. Mirsalim, “Analytical Design Framework for Torque and Back-EMF Optimization and Inductance Calculation in Double-Rotor Radial-Flux Air-Cored Permanent-Magnet Synchronous Machines,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 50, no. 1, January 2014##
  9. P. S. Bimbhra, “Electrical Machinery {Two Volume},” Translater, J. Soltani and H. Lesani, Qaem Publications Institution, 2011##
  10. D. K. Cheng, “Field and Wave Electromagnetic,” Addison-Wesley Reading, Mass, 1989. 3.3, 3.4, 3.5, 3.5, B, C.1, F.2##
  11. N. Bianchi, “Electrical Machines Analysis Using Finite Element,” Translater, D. Abbaszadeh and A. R. GhorbanI, Khajeh Nasireddin Tousi Industry University, Iran 2009##
  12. V. Zamani Faradonbeh and M. R. Alizadeh Pahlavani, “Optimal Pole-Shaping in Surface-Mounted PM Machines using Analytical Modeling: Cogging Torque and Flux Density Harmonics,” Journal of Applied Electromagnetics, vol. 2, 2015 (Serial No. 4)##
  13. P. J. Randewijk and M. J. Kamper, “Analytical Analysis of a Radial Flux Air-Cored Permanent Magnet Machines with a Double Sided Rtor and non-overlapping Double Layer Windings,” In: Electrical Machines (ICEM), 2012##
  14. P. J. Randewijk, “Analysis of Radial Flux Air-Cored Permanent Magnet Machines with a Double sided Rotor and non-overlapping Windin,” Dissertation presented for the deg. doc. of phil., 2012##

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 بهمن 1395
  • تاریخ بازنگری: 03 اسفند 1401
  • تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397
  • تاریخ انتشار: 01 مرداد 1395

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار