Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2007 / Cilt: 22 - Sayı: 2

Helisel yapılı anahtarlamalı relüktans motorun (HY-ARM) bilgisayar destekli 3 boyutlu statik manyetik analizi

Computer aided three dimensional magnetostatic analysis of helically structured switched reluctance motor (HS-SRM)

Sayfa
315–322
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Rotorun kendisinin özellikle bir eyleyici olduğu doğrudan tahrik uygulamasında (tasarım üzerinde AR-GE çalışmaları devam ederken) HY-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlama elemanlarının kullanılmaması üstünlüğü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, geleneksel Anahtarlamalı Relüktans Motorunun (ARM) rotor ve statorunun ikisine birden helisel yapı (HY) verilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:HY-ARM’nin analitik ve sonlu elemanlar metodu (Ansoft Maxwell 3D) ile tahmin edilen tasarımından elde edilen indüktans, verim, rotor üzerine etkiyen kuvvetler, statoru ovalleştirici kuvvetler ve üretilen torklar gibi elektriksel ve manyetik büyüklükleri aynı ölçüdeki rotor ve statoru düz geleneksel ARM ile karşılaştırılmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Rotorun kendisinin özellikle bir eyleyici olduğu doğrudan tahrik uygulamasında (tasarım üzerinde AR-GE çalışmaları devam ederken) HY-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlama elemanlarının kullanılmaması üstünlüğü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Bu çalışmada, geleneksel Anahtarlamalı Relüktans Motorunun (ARM) rotor ve statorunun ikisine birden helisel yapı (HY) verilmiştir. Burada rotorun kendisi bir doğrudan tahrik uygulamasında eyleyici görevi yapmaktadır. HY-ARM’nin analitik ve sonlu elemanlar metodu (Ansoft Maxwell 3D) ile tahmin edilen tasarımından elde edilen indüktans, verim, rotor üzerine etkiyen kuvvetler, statoru ovalleştirici kuvvetler ve üretilen torklar gibi elektriksel ve manyetik büyüklükleri aynı ölçüdeki rotor ve statoru düz geleneksel ARM ile karşılaştırılmıştır. Düz ARM için geliştirilmiş geleneksel bazı eşitlikler helisellik dikkate alınarak yeniden düzenlenmiştir. HY- ARM’de akustik gürültüye neden olan statoru ovalleştirici kuvvetler bir avantaj olarak azalırken, helisel yapının verimi bir sakınca olarak düşmektedir. Örneğin, 15 A’lik faz uyartımında statoru ovalleştirmeye çalışan ve akustik gürültüye neden olan kuvvetin genliği, Fx düz ARM’de 4017 N iken β h = 45° ’lik HY-ARM’de 3647 Ndeğerine düşmüş ve ayrıca 2 kW’lık bir düz ARM’nin verimi %94 iken β h = 45° ’lik bir HY-ARM’de verim %88’e düşmüştür. Rotorun kendisinin özellikle bir eyleyici olduğu doğrudan tahrik uygulamasında (tasarım üzerinde AR-GE çalışmaları devam ederken) HY-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlama elemanlarının kullanılmaması üstünlüğü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.

Abstract

In this study, both rotor and stator of traditional Switched Reluctance Motor (SRM) have been helically structured (HS). Here, the rotor itself is the actuator of a direct drive application. Electrical and magnetic quantities like inductance, efficiency, forces acting on the rotor, ovalising forces acting on the stator and generated torques of the HS-SRM obtained from analytical and predicted by finite element method (Ansoft Maxwell 3D) have been compared to the traditional straight rotor and stator SRM with same size. The traditional equations developed for the straight SRM have been modified by considering the helicity. While the ovalising forces causing acoustic noise in HS-SRM have been reduced as an advantage, the efficiency of the helical structure has been reduced as an disadvantage. For example, the magnitude of the force, Fx tending to ovalise the stator and causing noise has reduced from 4017 N for straight SRM to 3647 N for β h = 45° HS-SRM with 15 β h = 45° A phase excitation and also 2 kW straight SRM has 94% efficiency, while the HS-SRM with has a reduced efficiency of 88%. Where the rotor itself is considered as a direct drive actuator application (while R-D works on the design are being carried on), HS-SRM looks an attractive choice with a superiority of eliminating a separate driver motor, couplings and gear boxes.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

FENERCİOĞLU, A., GÜRDAL, O. (2022). Helisel yapılı anahtarlamalı relüktans motorun (HY-ARM) bilgisayar destekli 3 boyutlu statik manyetik analizi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 22 - Sayı: 2, 315–322. https://ajindex.com/articles/524061

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. Miller, T.J.E., Electronics Control of Switched Reluctance Machines, Newnes PES, Oxford, 2001
  2. Miller, T.J.E., Switched Reluctance Motors and Their Control, Magna Physics Publishing, Oxford, 1993
  3. Bedford, B. D.: USA Patents Nos. 3678352 ve 3679953 1972
  4. Srinivas, K.N., Arumugam, R., “Static and dynamic vibration analyses of switched reluctance motors including bearings, housing, rotor dynamics, and applied loads”, IEEE Transactions on Magnetics,Volume 40, Issue 4, Part 1, 1911-1919, 2004
  5. Pillay, P., Cai, W., “An investigation into vibration in switched reluctance motors”, IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 35, Issue 3, 589 – 596, May-June 1999
  6. Zhangjun Tang, Pillay, P., Omekanda, A.M., “Vibration prediction in switched reluctance motors with transfer function identification from shaker and force hammer tests”, IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 39, Issue 4, 978 –985, July-Aug. 2003
  7. Cameron, D.E., Lang, J.H., Umans, S.D., “The origin and reduction of acoustic noise in doubly salient variable-reluctance motors”, IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 28, Issue 6, 1250 – 1255, Nov.-Dec. 1992. 8.Krishnan, R., Switched Reluctance Motor Drives, CRC Press, Florida, 2001. 9.Bin-Yen Ma, Tian-Hua Liu, Wu-Shiung Feng, “Modeling and torque pulsation reduction for a switched reluctance motor drive system”, IEEE IECON 22nd International Conference on Industrial Electronics, Control, and Instrumentation,1996, Volume 1, 72 - 77 vol.1, 5-10 Aug. 1996 10. Rasmussen, P.O., Blaabjerg, F., Pedersen, J.K.,Jensen, F., “Switched reluctance-shark machines-more torque and less acoustic noise”, IEEE Industry Applications Conference, Volume 1, 8-12 Oct. 2000 Page(s):93 – 98, vol.1
  8. Moallem, M., Ong, C.M., Unnewehr, L.E.,” Effect of Rotor Profiles on the Torque of a Switched Reluctance Motor”, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol.28, No. 2 March/April 1992
  9. Davis, R.M., “A comparison of switched reluctance rotor structures”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Volume 35, Issue 4, 524- 529, Nov. 1988
  10. Stanley, M.L., “Skewing of pole laminations of a switched reluctance machine to reduce acoustic noise”, USA Patent No. 5266859 1993
  11. Gizaw, D., “Pumping motor with skewed rotor laminations”, USA Patent No. 0057800 A1 2003 15.
  12. Fenercioğlu A., Helisel Yapılı Anahtarlamalı Relüktans Motorun Tasarımı ve Analizi, Doktora Tezi, Gazi Ünv, FBE-Elektr