AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe high cogging torque, which is one of the general drawbacks of TFM's, has been reduced from 6 Nm to 0.38 Nm by using magnet skew method.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Permanent magnet synchronous machines are more preferred in low-power direct-driven wind turbines. In addition to conventional machine topologies with axial and radial flux, special machine models have also been proposed in the literature such as transverse flux machine (TFM). In TFM's, due to their structural properties, electrical loading and magnetic loading are not directly related. The number of poles and magnetic loads can be easily increased. For this reason, TFM's stand out in high torque-low speed applications such as robot arms, electric vehicles, and wind turbines. In this study, a new three-phase transverse flux disc generator model is introduced. The operation principle and the electrical circuit model are explained. The back-emf waveform is obtained according to the rotor inner diameter of the proposed generator model using the Finite Element Method. The cogging torque is also studied as another design parameter. The high cogging torque, which is one of the general drawbacks of TFM's, has been reduced from 6 Nm to 0.38 Nm by using magnet skew method.
Özet
Düşük güçlü doğrudan tahrikli rüzgar türbinlerinde genelde sürekli mıknatıslı senkron makineler tercih edilmektedir. Bu sürekli mıknatıslı makinelerde; geleneksel makine topolojilerinin dışında (eksenel ve radyal akılı), özel makine modelleri de literatürde önerilmiştir. Bunlardan biri de enine akılı makinedir. Yapısal özelliğinden dolayı enine akılı makinelerde, elektriksel yükleme ve manyetik yükleme doğrudan birbiri ile ilişkili değildir. Bu topolojide, kutup sayısı ve manyetik yükleme kolaylıkla arttırılabilir. Bu nedenle robot kolları, elektrikli araçlar ve rüzgâr türbinleri gibi yüksek moment- düşük hız uygulamalarında öne çıkmaktadırlar. Bu çalışmada, yeni bir üç fazlı enine akılı disk generatör modeli tanıtılmıştır. Modelin çalışma prensibi ve elektriksel devre modeli açıklanmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak, önerilen generatör modelinin rotor iç çapına göre zıt-emk değişimi elde edilmiştir. Bir diğer tasarım parametresi olarak vuruntu momenti de incelenmiştir. Enine akılı makinelerin genel sakıncalarından olan yüksek vuruntu momenti, mıknatıs kaykı yöntemi kullanarak 6 Nm’den 0,38 Nm’ ye düşürülmüştür.