Dergiler / Politeknik Dergisi / 2020 / Cilt: 23 - Sayı: 1

Çarpık ve parçalı mıknatıs geometrileri kullanarak vuruntu torku minimizasyonu

Cogging torque minimization using skewed and separated magnet geometries

Sayfa
223–230
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)

Elde edilen sonuçlardan, son tasarımın, ilk tasarıma kıyasla vuruntu torku değerinde %80'e varan bir iyileşme sağladığı sonucuna varılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Çalışmada, 2,5 kW gücünde 14 kutuplu, 84 oluklu sabit mıknatıslı senkron generatörün (SMSG) analitik tasarımı, analizi ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu tasarıma ait verim, tork, vuruntu torku ve manyetik akı yoğunluğu gibi performans özelikleri değerlendirilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Elde edilen sonuçlardan, son tasarımın, ilk tasarıma kıyasla vuruntu torku değerinde %80'e varan bir iyileşme sağladığı sonucuna varılmıştır.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Çalışmada, 2,5 kW gücünde 14 kutuplu, 84 oluklu sabit mıknatıslı senkron generatörün (SMSG) analitik tasarımı, analizi ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu tasarıma ait verim, tork, vuruntu torku ve manyetik akı yoğunluğu gibi performans özelikleri değerlendirilmiştir. Ardından mıknatıs geometrisinin vuruntu torkuna etkisini incelemek amacıyla ilgili generatörün 3 boyutlu modeli çıkartılmıştır. Bu bağlamda bölünmüş ve kaykı/çarpıklık (skew) verilmiş mıknatıs yapılarının etkileri araştırılmıştır.İlk tasarımda mıknatıs tek parça modellenmiş ve vuruntu torkunun etkin değeri 436,75 mNm olarak bulunmuştur. İkinci tasarımdamıknatıs yüzeyi boyunca belli ölçüde çarpık bir yarık açılmış ve bu işlem vuruntu torkunu 434,58 mNm değerine düşürmüştür. Diğer tasarımda, birinci tasarımdaki mıknatıs iki parçaya bölünmüş ve bölünen mıknatıslar çarpık şekilde tekrar birleştirilmişlerdir. Böylece vuruntu torkunun değeri 159,60 mNm olarak bulunmuştur. Son olarak, son modeldeki mıknatıs geometrisine belli ölçülerde iki tane yarık açılarak vuruntu torku 89,95 mNm’e kadar düşürülmüştür. Elde edilen sonuçlardan, son tasarımın, ilk tasarıma kıyasla vuruntu torku değerinde %80'e varan bir iyileşme sağladığı sonucuna varılmıştır.

Abstract

In the study, analytical design, analysis and optimization of a 2.5 kW 14-pole, 84-slot permanent magnet synchronous generator(PMSG) have been performed. The performance characteristics of this PMSG such as efficiency, torque, cogging torque andmagnetic flux density are assessed. Then, 3D model of the respective generator is acquired to examine the effect of magnetgeometry on the cogging torque produced. In that context, the effects of splitted and skewed magnet structures are examined. Inthe first design, the magnet is modelled with one piece and the rms value of the cogging torque is found as 436.75 mNm. In thesecond case, a certain skewed slit is made alongside the magnet and that yields a slightly reduced cogging torque of 434.58 mNm.In the other design, the magnet of the first design is divided into two sub-parts, which are then combined together in a skewedfashion. Thus, the value of cogging torque is found as 159.60 mNm. Eventually, by making two certain slits on the last model,cogging torque is further depressed down to 89.95mNm. It is concluded from the obtained results that the last design contributesan improvement in the value of cogging torque up to 80% compared to the initial design.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KURT, E., ÖZTÜRK, N., DALCALI, A., ÇELİK, E. (2022). Çarpık ve parçalı mıknatıs geometrileri kullanarak vuruntu torku minimizasyonu. Politeknik Dergisi, Cilt: 23 - Sayı: 1, 223–230. https://ajindex.com/articles/588443

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Dalcalı A. and Akbaba M., “Optimum pole arc offset in permanent magnet synchronous generators for obtaining lowest voltage harmonics”, Scientia Iranica. Transaction D: Computer Science &Amp; Engineering and Electrical Engineering, 24: 3223-3230, (2017)
  2. Naciri M., Aggour M. and Ahmed W.A., “Wind energy storage by pumped hydro station”, Journal of Energy Systems, 1: 32-42, (2017)
  3. Uğurlu A., “An overview of Turkey's renewable energy trend”, Journal of Energy Systems, 1: 148-158, (2017)
  4. International Energy Agency, “World Energy Outlook 2014”, Paris, France, (2014)
  5. General Director of Renewable Energy, “2017 Unit Activity Report”, Ankara, Turkey, (2018)
  6. Çakır M.T., “Wind Energy potential of turkey and its place in EU countries”, Journal of Polytechnic, 13: 287- 293, (2010)
  7. Altın N. and Eyimaya S.E., “A combined energy management algorithm for wind turbine/ battery hybrid system”, Journal of Electronic Materials, 47: 4430- 4436, (2018
  8. Sharma M., “Wind energy driven passive solar tracking system”, Int. J. of Renewable Energy Technology, 7: 240-245, (2016)
  9. Yoo J.H., Park C.S. and Jung T.U., “Permanent magnet structure optimization for cogging torque reduction of outer rotor type radial flux permanent magnet generator”, IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Miami, FL, USA, (2017)
  10. Öztürk N., Dalcalı A., Çelik E. and Sakar S., “Cogging torque reduction by optimal design of PM synchronous generator for wind turbines”, International Journal of Hydrogen Energy, 42: 17593-17600, (2017)
  11. Dai J.C., Hu Y.P., Liu D.S. and Wei J., “Modelling and analysis of direct-driven permanent magnet synchronous generator wind turbine based on wind-rotor neural network model”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, 226: 62-72, (2011)
  12. Lyan O., Jankunas V., Guseınoviene E., Pasilis A., Senulis A., Knolis A. and Kurt E., “Exploration of a permanent magnet synchronous generator with compensated reactance windings in parallel rod configuration”, Journal of Electronic Materials, 47: 1-7, (2018)
  13. Duan J., Fan S., Wu F., Sun L. and Wang G., “Instantaneous power control of a high speed permanent magnet synchronous generator based on a sliding mode observer and a phase locked loop”, International Journal of Electronics, 105: 923-940, (2017)
  14. Zhu X., Hua W., Wu Z., Huang W., Zhang H. and Cheng M., “Analytical approach for cogging torque reduction in flux