بهبود چگالي شار فاصله‌ي هوايي و ريپل گشتاور ماشين مغناطيس دائم سنكرون با آهنرباي دفن شده در روتور نوع اسپوك

Improving Air-Gap Flux Density and Torque Ripple of Spoke-Type Interior Permanent Magnet Synchronous Machine

در اين مقاله به بررسي كاهش هارمونيك‌هاي مضر چگالي شار فاصله‌ي هوايي و افزايش مولفه اصلي چگالي شار در ماشين مغناطيس دائم با آهنرباي دفن شده در روتور نوع اسپوك پرداخته شده است. همچنين رابطه‌اي بين ضخامت و ارتفاع آهنربا جهت ايجاد بارگذاري مغناطيسي مشخص معرفي شده و تاثير ابعاد مختلف آهنربا بر نسبت برجستگي، گشتاور دندانه‌اي و ريپل گشتاور ماشين مورد ارزيابي قرار گرفته و ابعاد آهنربا جهت ايجاد گشتاور رلوكتانسي بيشتر و كاهش ريپل گشتاور خروجي بررسي شده است و همچنين هندسه‌ي روتور جهت حذف هارمونيك‌هاي مزاحم چگالي شار و افزايش مولفه اصلي چگالي شار تغيير داده شده است، كه باعث كاهش ريپل گشتاور و كاهش تلفات هسته‌ي ماشين خواهد شد. براي بررسي طراحي‌هاي انجام شده از تحليل المان محدود دو بعدي در نرم افزار المان محدود Flux 12.3 استفاده شده است.

In this paper, reduction of harmful harmonics of the air gap flux density and increasing the main component of the air gap flux density in spoke-type permanent magnet synchronous machine is investigated. Also, the relationship between the thickness and height of the magnet in order to create a specific magnetic loading is introduced and the effect of different dimensions of the magnet on the saliency ratio, cogging torque and torque ripple of the machine is evaluated and the PM dimensions to generate more reluctance torque and minimum torque ripple is studied. Also, the rotor geometry has been modified to decrease harmonics of air gap flux density and increase the main component of air gap flux density, which reduces torque ripple and machine core losses. 2D finite element analysis (FEA) by Flux12.3 software is carried out for each design.