Investigation of the effects of magnet, stator and rotor geometries on torque and torque ripple in permanent magnet flux switching motor

Sümeyye Çarkıt; Nurettin Üstkoyuncu; Taner Çarkıt

Makale detayları

Investigation of the effects of magnet, stator and rotor geometries on torque and torque ripple in permanent magnet flux switching motor

Yazarlar:

Sümeyye Çarkıt | Nurettin Üstkoyuncu | Taner Çarkıt

Yayıncı:

Gazi University

Ana Başlıklar:

Elektrik Makineleri ve Sürücüler | Mühendislik

Dergi:

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji Vol.12 Issue 1, pp.308-314

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

3/2024

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2001313818

pISSN:

2147-9526

Anahtar kelimeler:

Özet:

 In this study, new designs have been realized by changing the magnet geometry and position, stator and rotor protrusions of a reference permanent magnet flux switching motor PMFSM. As a reference design, a three-phase PMFSM which was previously presented in the literature, was taken as a basis and simulation studies of all motor structures were carried out. In order to make a fair comparison, the basic parameters and materials in all PMFSM designs are preserved in the simulation studies. With the design changes, it has been tried to achieve acceptable torque value, low torque ripple, ease of production and working sufficiency in a wide speed range. Analysis studies were carried out on the basis of the finite element method FEM, which is widely used in the analysis of electrical machines and can give very accurate results. The results obtained for the referenced and designed new PMFSM structures were extensively compared. These comparisons are concluded that while acceptable decreases have been observed in the torque value, there are serious decreases in the torque ripple.

 In this study, new designs have been realized by changing the magnet geometry and position, stator and rotor protrusions of a reference permanent magnet flux switching motor PMFSM. As a reference design, a three-phase PMFSM which was previously presented in the literature, was taken as a basis and simulation studies of all motor structures were carried out. In order to make a fair comparison, the basic parameters and materials in all PMFSM designs are preserved in the simulation studies. With the design changes, it has been tried to achieve acceptable torque value, low torque ripple, ease of production and working sufficiency in a wide speed range. Analysis studies were carried out on the basis of the finite element method FEM, which is widely used in the analysis of electrical machines and can give very accurate results. The results obtained for the referenced and designed new PMFSM structures were extensively compared. These comparisons are concluded that while acceptable decreases have been observed in the torque value, there are serious decreases in the torque ripple.

 In this study, new designs have been realized by changing the magnet geometry and position, stator and rotor protrusions of a reference permanent magnet flux switching motor PMFSM. As a reference design, a three-phase PMFSM which was previously presented in the literature, was taken as a basis and simulation studies of all motor structures were carried out. In order to make a fair comparison, the basic parameters and materials in all PMFSM designs are preserved in the simulation studies. With the design changes, it has been tried to achieve acceptable torque value, low torque ripple, ease of production and working sufficiency in a wide speed range. Analysis studies were carried out on the basis of the finite element method FEM, which is widely used in the analysis of electrical machines and can give very accurate results. The results obtained for the referenced and designed new PMFSM structures were extensively compared. These comparisons are concluded that while acceptable decreases have been observed in the torque value, there are serious decreases in the torque ripple.

 Bu çalışmada, referans alınan bir sürekli mıknatıslı akı anahtarlamalı motora SMAAM ait mıknatıs geometrisi ve konumu ile stator ve rotor çıkıntılarında değişiklikler yapılarak yeni tasarımlar gerçekleştirilmiştir. Referans tasarım olarak daha önce literatüre sunulmuş olan üç fazlı bir SMAAM temel alınmış ve tüm motor yapılarına ait benzetim çalışmaları yapılmıştır. Adil bir kıyaslama yapılabilmesi için benzetim çalışmalarında tüm SMAAM tasarımlarında temel parametre ve kullanılan malzemeler korunmuştur. Yapılan tasarımsal değişiklikler ile kabul edilebilir tork değeri beraberinde düşük tork dalgalanması, üretim kolaylığı ve geniş hız aralığında çalışma yeterliliği elde edilmeye çalışılmıştır. Analiz çalışmaları, elektrik makinalarının analizinde yaygın bir şekilde kullanılmakta olan ve oldukça doğru sonuçlar verebilen sonlu elemanlar yöntemi SEY temel alınarak gerçekleştirilmiştir. Referans alınmış olan ve tasarlanan yeni SMAAM yapılarına ait elde edilen sonuçlar kapsamlı bir şekilde karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmlar da tork değerinde kabul edilebilir azalmalar görülürken tork dalgalanma değerinde ciddi azalmalar olduğu sonucuna varılmıştır.

Makale detayları

Investigation of the effects of magnet, stator and rotor geometries on torque and torque ripple in permanent magnet flux switching motor

Yazarlar:

Sümeyye Çarkıt | Nurettin Üstkoyuncu | Taner Çarkıt

Yayıncı:

Gazi University

Ana Başlıklar:

Elektrik Makineleri ve Sürücüler | Mühendislik

Dergi:

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji Vol.12 Issue 1, pp.308-314

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

3/2024

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2001313818

pISSN:

2147-9526

Permanent magnet flux switched motor

Finite element method

Average torque

Torque rippleSürekli mıknatıslı akı anahtarlamalı motor

sonlu elemanlar yöntemi

ortalama tork

tork dalgalanması

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Sümeyye Çarkıt | Nurettin Üstkoyuncu | Taner Çarkıt

Yayıncı: Gazi University

Ana Başlıklar: Elektrik Makineleri ve Sürücüler | Mühendislik

Dergi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji Vol.12 Issue 1, pp.308-314

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 3/2024

Belge Dili: Türkçe

Document ID (Org No.): 2001313818

pISSN: 2147-9526

Sayı

Yazarlar:

Sümeyye Çarkıt | Nurettin Üstkoyuncu | Taner Çarkıt

Yayıncı:

Gazi University

Ana Başlıklar:

Elektrik Makineleri ve Sürücüler | Mühendislik

Dergi:

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji Vol.12 Issue 1, pp.308-314

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

3/2024

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2001313818

pISSN:

2147-9526