Klima uygulamaları için kalıcı mıknatıs destekli senkron relüktans motorunun tasarımı

Abstract

Senkron relüktans tabanlı elektrik motorlarının temel kavramlarına ve matematiksel modeline kısa bir genel bakışın yanı sıra mıknatıs yardımı ve bunun motor torkunu, güç faktörünü ve verimliliği iyileştirme üzerindeki etkisine ilişkin bilgiler verilmektedir. Ardından, mıknatıs destekli senkron relüktans motorların tasarım ve optimizasyon süreçleri, analitik teknikler ve sonlu elemanlar analizinin bir kombinasyonu kullanılarak uygulanmaktadır. Bu yaklaşım üç parametre sınıfını içerir: giriş parametreleri, çıkış değişkenleri ve amaç değişkenleri. Giriş parametrelerinin yinelemeleri, ortalama tork, güç faktörü ve tork dalgalanması gibi nesnel değişkenler dikkate alınarak FEM yazılımı kullanılarak analiz edilir. Optimizasyon süreci sırasında, mıknatıs destekli senkron relüktans motorun rotor laminasyonu, mümkün olan en iyi sonucu sağlayacak şekilde optimum tasarımı elde edecek şekilde değiştirilir. Bu çalışmada relüktans motorun stator çekirdeği, geleneksel asenkron motordakilerle aynı tutulmuştur. Daha sonra, geliştirilen tasarımın amaçlanan uygulamayı sürebilecek yapıda olup olmadığı hususu değerledirilmiştir.

A basic introduction to the essential principles and mathematical model of synchronous reluctance based electric motors is provided, along with insights on magnet assistance and its impact on improving motor torque, power factor, and efficiency. Following that, design and optimization processes are implemented for magnet-assisted synchronous reluctance motors utilizing a blend of finite element analysis and analytical techniques. This approach incorporates three classes of parameters: input parameters, output variables, and objective variables. The iterations of input parameters are analyzed using FEM software (Ansys Maxwell) while accounting for objective variables that include average torque, torque ripple, and power factor. During the optimization phase, the magnet-assisted synchronous reluctance motor rotor lamination is modified to achieve the optimal design, leading to the best possible outcome. In this study, the used stator core for a reluctance motor is kept identically to that of a standard induction motor. The developed model then evaluated, and application matching is considered to ensure suitability for the intended application.