Az elmúlt években gyorsan elterjedt az állandó mágneses (PM) szinkronmotorok alkalmazása az elektromos járművekben. Ennek főként az az oka, hogy a PMSM-ek nagyobb sebességet tudnak elérni, mint a hagyományos váltakozó áramú indukciós motorok. A PMSM-ek nagy sebességű működése azonban több kihívást jelent az elektromágneses tervezés, a hőkezelés és a mechanikai szerkezet terén. A PMSM-ek hatékonyságának és teljesítménysűrűségének javítása érdekében számos technikát fejlesztettek ki. Ezek közé tartozik a vasmag veszteség optimalizálása, a mágneses indukció intenzitásának és a vasmag különböző pozícióinak harmonikus összetevőinek javítása, a rézfogyasztás csökkentése a toroid tekercsszerkezet átvételével, valamint a végtekercselés menetszámának minimalizálása.
A nagy sebességű PMSM-ek fejlesztésének legfontosabb kihívása a forgórész vasmagveszteségének csökkentése. Erre a célra különféle intézkedéseket javasoltak, mint például az állórész résnyílás szélességének beállítása, a pólusrés illeszkedésének optimalizálása, ferde horony és mágneses résék alkalmazása [1]. Ezek a módszerek azonban csak gyengíthetik a forgórész örvényáram-veszteségét, de nem tudják teljesen csökkenteni. Ezenkívül bonyolult és költséges vezérlőrendszereket igényelnek.
Egy másik fontos kérdés a PMSM-ek stabilitásának javítása nagy sebességnél. Erre a célra az érintésmentes csapágyak alkalmazása hatékony megoldás. Ezek közül a légcsapágyak és a mágneses levitációs csapágyak a legígéretesebbek. A golyóscsapágyakhoz képest ezek az érintésmentes csapágyak sokkal kisebb tömeggel bírják a forgórészt, és nagyobb fordulatszámon is működhetnek. Ennek ellenére költségük még mindig megfizethetetlen.
A PMSM-ek rotor vasveszteségének további csökkentése érdekében optimalizálni kell az állandó mágnesek beépítési paramétereit. Ez a mágneses áramkörök örvényáram-eloszlásának elemzésére és optimalizálására szolgáló új módszer alkalmazásával érhető el. Ez a módszer a végeselem-modell és egy egyszerűsített fizikai modell kombinációját használja. Az így kapott modell alkalmas egy kétrétegű V-típusú HSPMM hőmérsékleti mezőjének kiszámítására különféle körülmények között.
Ellentétben a korábbi kutatásokkal, amelyek a rotor és az állórész szerkezetének vagy a hűtési mód megváltoztatására összpontosítanak a HSPMM üzemi hőmérsékletének csökkentése érdekében, ez a módszer nem igényel szerkezeti változtatásokat. A réz- és vasveszteség csökkentésére is összpontosít az állandó mágnesek beépítési paramétereinek módosításával. Ezen túlmenően ennek a módszernek az eredményeit a HSPMM elektromágneses modelljeinek és az ETCM elektromágneses modelljeinek összehasonlításával ellenőrizték. ábrán látható módon. A 7. ábra szerint a FEA és a MEC közötti konvergációs pontosság 0,95 felett van, ami azt jelenti, hogy ez a módszer sok időt takaríthat meg a HSPMM-ek elektromágneses számítási folyamatában. Ezenkívül a konvergált pontosságot egy tesztmodell kísérleti eredményeivel is igazolták. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az ebben a cikkben javasolt ETCM-módszer és a hőmérsékletmező-optimalizálási módszer megbízható és hatékony.
Neodímium vasbór mágnes gyártók
