موتور روتور دوبل بدون جاروبک مدوله میدان مغناطیسی جدید

A New Magnetic-Field-Modulated Brushless Double-Rotor Machine

مجله آی تریپل ای – IEEE

سال ۲۰۱۵

چکیده

در این مقاله، ماشین روتور دوبل بدون جاروبک مدوله میدان مغناطیسی جدید(MFM-BDRM) پیشنهاد شده است که مسئله متناقض عملکرد الکترومغناطیسی و قدرت مکانیکی یک روتور MFM در MFM-BDRM های سنتی را حل می کند. اصل عملیاتی MFM-BDRM پیشنهادی، من جمله روابط سرعت و گشتاور استاتور، روتور MFM، و روتور آهنربای دائمی (PM) با یک روش تحلیلی مورد پژوهش قرار گرفته است. قانون توزیع میدان مغناطیسی در فاصله هوایی، نیروی الکتروموتور(محرکه الکتریکی) معکوس و عملکرد گشتاور MFM-BDRM مورد پژوهش قرار گرفته است. برای دستیابی به حداکثر چگالی (دانسیته) گشتاور، تاثیر برخی پارامترهای کلیدی نظیر ضریب قوس قطب PM، نسبت دهانه، و ضخامت واحدهای مغناطیسی، بر حداکثر گشتاور مورد پژوهش قرار گرفته است. به علاوه، به خاطر هارمونیک غنی میدان مغناطیسی با سرعت چرخش بالا در فاصله هوایی، قانون توزیع اتلاف آهن در MFM-BDRM پیشنهادی مورد پژوهش قرار گرفته است. ازروش اسپلیت PM در جهت محیطی(پیرامونی) برای کاهش اتلاف PM استفاده می شود. بالاخره، عملکرد کلی این MFM-BDRM جدید من جمله اتلاف، کارایی چگالی توان و غیره مورد ارزیابی قرار می گیرد.

Abstract

In this paper, a new magnetic-field-modulated brushless double-rotor machine (MFM-BDRM) is proposed, solving the contradictory problem of the electromagnetic performance and the mechanical strength of an MFM rotor in the traditional MFM-BDRMs. The operating principle of the proposed MFM-BDRM, including the speed and torque relations of the stator, the MFM rotor, and the permanent magnet (PM) rotor, is investigated by an analytical method. The magnetic field distribution law in the air gap, the back electromotive force, and the torque performance of the proposed MFM-BDRM are investigated. To obtain the maximum torque density, the influence of some key parameters, such as PM pole-arc coefficient, span ratio, and thickness of magnetic units, on the maximum torque is investigated. Besides, due to the rich magnetic-field harmonics with high rotating speed in the air gap, the distribution law of iron loss in the proposed MFM-BDRM is investigated. The PM-split method along the circumferential direction is employed to reduce the PM loss. Finally, the overall performance of this new MFM-BDRM is evaluated, including loss, efficiency, power density, and so on.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

خرید ترجمه آماده ورد