Abstract
In this paper, by incorporating the new concept of “partitioned structure,” a type of new partitioned-rotor flux-switching permanent magnet (PR-FSPM) motors is proposed, where the parallel and serial magnetic circuit topologies are involved, respectively. The topologies and the operation principle of the two motors are introduced first. Then, by using the finite-element method, the basic electromagnetic performances are analyzed. Moreover, the two proposed motors and the conventional 12/10-pole FSPM motor are quantitatively compared, in terms of their output torque, torque capability in per unit PM volume, as well as torque-speed and power-speed characteristics, in detail. Both the theoretical analysis and simulation results indicate that the proposed motors not only can retain the high torque density and efficiency but also can avoid the stator flux leakage and improve the PM utilization significantly
چکیده
در این مقاله، با در نظر گرفتن مفهوم جدیدی از ساختار «تیغه‌ای»، نوع جدیدی از موتورهای آهنربای دائم روتور تیغه‌ای با قابلیت سوئیچینگ شار (PR-FSPM) پیشنهاد شده است که در آن؛ مدار آهنربای سری و موازی به ترتیب در نظر گرفته شده است. این ساختارها و اصول عملکرد هر دو موتور در ابتدا معرفی شده است. سپس، با استفاده از روش المان محدود، عملکردهای الکترومغناطیسی اصلی مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفته است. علاوه بر این، دو موتور پیشنهادی و موتور متداول FSPM ی 12/10 قطبی از نظر کمی و از نظر گشتاور خروجی، ظرفیت گشتاور در واحد حجم PM، و نیز مشخصه‌های گشتاور-سرعت، و توان-سرعت، با هم مقایسه شده‌اند. هم نتایج شبیه‌سازی و هم تحلیل تئوری نشان می‌دهد که موتورهای پیشنهادی نه‌تنها قادر هستند چگالی گشتاور بالا و راندمان بالایی را تولید کنند بلکه می‌توانند از نشتی شار استاتور نیز جلوگیری کرده و راندمان عملکرد از PM را به میزان قابل‌توجهی بهبود بخشند.
1-مقدمه
موتورهای نوع آهنربای دائم با قابلیت سوئیچینگ شار (FSPM) به‌عنوان عضو جدیدی از ماشین‌های آهنربای دائم بدون جاروبک توجه بسیاری را طی سال‌های جدید به خود جلب کرده‌اند. در [2]، یک موتور متداول و مرسوم FSPM ی 12/10 قطبی، همان‌طور که در شکل 1 نشان داده شده است، به واسطه قابلیت‌های بالایی که در چگالی توان بالا، بازدهی بالا، سیم‌پیچ‌های کوتاه، روتور قدرتمند و ساده و نیز قابلیت فوق‌العاده در تضعیف شار دارد، پیشنهاد شده است. بنابراین این موتور قابلیت بالایی در بسیاری از زمینه‌ها، نظیر کاربردهای علوم هوایی، سیستم‌های تولید توان بادی و نیز خودروهای برقی (EV ها) دارا می‌باشد....