Sürekli Mıknatıs Destekli Senkron RelŸktans Motorlarda Mõknatõs Yerleşiminin Performansa Etkisi

Effects of Magnet Positioning on Performance in Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Machines

Murat YILMAZ, Alper TAP, Lale T. ERGENE, Liridon XHELADİNİ, Taşdemir AŞAN, Murat İMERYÜZ

Özet

Senkron Relüktans Motorlarõ (SynRM) ve Sürekli Mõknatõs Destekli Senkron Relüktans Motorlarõ (PMaSynRM) günümüzün en popüler motorlarõndandõr. Bu popülerliğin sebebi olarak artan verimlilik ve az bakõm gerektirmesi gösterilebilir. SynRM ve PMaSynRM’ler fõrçasõz yapõlarõ, rotorlarõnda iletken bulunmayõşõ ve akõ bariyerli boşluklu yapõdaki rotoru nedeniyle oluşan az bakõm gereksinimi, dŸşük malzeme kullanõmõ, düşük maliyetleri ve üretim kolaylõklarõ sebebi ile tercih edilmektedirler. PMaSynRM’lerin en büyük problemi olan moment titreşimini azaltmak için literatürde yapõlan birçok çalõşma vardõr. Bunlar stator ve rotor tarafõ olarak ikiye ayrõlõr. Fakat yoğunlukla rotor tasarõmõnõn performansa etkisi üzerinde durulmaktadõr. Bu çalõşmada Mõknatõs Destekli Senkron Relüktans Motorlarõnda rotorun akõ bariyerleri içerisine yerleştirilen sürekli mõknatõslarõn konumlarõnõn ve hacimlerinin makinenin performansõna etkisi incelenmiştir. Bu inceleme ortalama moment, moment titreşimi, gŸç faktörü ve verim temelinde yapõlmõştõr. İlk aşamada referans SynRM modellenmiş ve modelin test sonuçlarõ ile tutarlõlõğõ gšsterilmiştir. Ardõndan farklõ sürekli mõknatõs yerleşim ve hacim kombinasyonlarõna sahip oluşturulan modeller geometrileri ve sonuçlarõ ile birlikte karşõlaştõrõlmalõ olarak sunulmuştur.

Abstract

Abstract Synchronous Reluctance Motors and Permanent Magnet Assisted Synchronous Reluctance Motors have gained a lot of attention in the recent years. This attention is due to their advantages compared to other motors such as induction motor. Lacking an exciter circuit, windings or a squirrel cage in the rotor means no rotor conductor losses and a cooler rotor. The flux barriers inside the rotor means there is less magnetic material is used for the same rotor diameter compared to an induction motor. Being a brushless design means there are less periodic maintenances. Also the control of the SynRMs and PMASynRMs are easier compared to induction motor and they have a wide speed range. Such advantages made the researchers concentrate on the subject and a lot of progress is made for tackling the SynRMs and PMASynRMs biggest drawback: the torque ripple. A lot of design methods were proposed to reduce the torque ripple. These structural design concerns can be considered as stator side and rotor side methods. In this study, the placement of permanent magnets inside a PMASynRM rotor is investigated in terms of magnet position and magnet volume. First the reference SynRM is modelled and compared with the test results to validate the used method. Following that, models with different magnet positions and volumes are constructed and analyzed. The results are shown comparatively at the end.