Gelişmiş soğutma ile eksenel akı motor kütlesi azaltma.
Bu makalenin amacı, PM senkron motorlar için eksenel akılı motor yapılarının geleneksel radyal akılı (RF) yapılarıyla karşılaştırılmasıdır. Karşılaştırma prosedürü basit termal hususlara dayanmaktadır. İki motor tipi seçilmiş ve iletilen elektromanyetik tork açısından karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma farklı motor boyutları için geliştirilmiş ve kutup sayısı etkisi kanıtlanmıştır. Kağıt, tam karşılaştırma prosedürünü ve ilgili sonuç analizini bildirir. Elde edilen sonuçlar, eksenel uzunluk çok kısa ve kutup sayısı yüksek olduğunda, eksenel akılı motorların geleneksel radyal akı çözümlerine çekici bir alternatif olabileceğini göstermektedir.
Eksenel akılı motorlar için yöntemler ve aparatlar sağlanmıştır. Cihaz, üzerinde manyetik alan üretmek için bobinlere sahip bir stator, manyetik alan tarafından döndürülen bir rotor ve rotora bağlı bir çıkış mili içerir. Rotor, manyetik ve manyetik olmayan bir bileşen içerir. Manyetik olmayan bileşen, manyetik bileşenden daha düşük bir yoğunluğa sahiptir. Rotor bileşenlerinden biri veya her ikisi, havalandırma ve ağırlık azaltma için açıklıklara sahiptir. Kalıcı mıknatıslar, arzu edilen şekilde, rotorun statora bakan manyetik bileşeni üzerine monte edilir ve rotorun kalıcı mıknatısların arkasındaki bölümleri, rotorun kalıcı mıknatıslar arasındaki bölümlerinden daha ince olacak şekilde oyulmuştur. Bu, rotordaki manyetik eksenel akılı motor yoğunluğunu veya motor torkunu önemli ölçüde etkilemeden rotor ağırlığını azaltır.
Bir rotor ve bir birinci ve ikinci stator içeren bir eksenel akılı elektrik motoru. Birinci ve ikinci statörler, sırasıyla birinci ve ikinci statörler ve rotor arasında yer alan bir birinci ve ikinci hava boşluğuna sahiptir ve ikinci hava boşluğu, birinci boşluktan daha büyüktür. Bir düzenlemede, birinci statorun bobinleri ve ikinci statorun bobinleri paraleldir. Motor ayrıca, motorun gerekli torku ve gerekli hızına bağlı olarak birinci statorun ve ikinci statorun bobinlerine dönüşümlü olarak enerji veren anahtarlar içerir. İkinci bir düzenlemede, birinci statorun bobinleri ve ikinci statorun bobinleri seri halindedir ve motor ayrıca, motorun arka EMF'sini azaltmak ve maksimum değeri artırmak için ikinci statorun bobinlerini seçici olarak atlayan anahtarlar içerir. Belirli bir giriş voltajında motorun hızı.
Disk tipi eksenel akılı motorların tekerlekli motorları için optimum akım dalga biçimlerinin özel tasarımlarını sunuyoruz. Dört fazlı özel tekerlek motoru, mekanik diferansiyeller ve redüksiyon dişlileri olmadan doğrudan elektrikli araçların tekerleğinin içine tasarlanmış ve monte edilmiştir. Bağımsız sargı yapısı için çeşitli kısıtlamalara tabi olan optimum akım dalga biçimini elde etmek için tork odaklı bir optimizasyon gerçekleştirdik. Maksimum tork ve sınırlı omik kayıp ile en iyi optimal dalga biçiminin, stator ve rotor arasındaki hava boşluğundaki manyetik akı değişimiyle orantılı olduğunu ve arka elektromotor kuvveti (EMF) ile aynı şekle sahip olduğunu bulduk. Bu bulgu hem teorik hem de sayısal analizlerle doğrulanmaktadır. Beklendiği gibi, deneylerle çıkarılan arka EMF'nin akım kontrol dalga biçimi, maksimum tork ve motor verimliliği açısından en iyi performansı verir.
Eksenel Akılı Asenkron Motorlar (AFIM'ler), radyal akılı (geleneksel) olanlara göre birçok avantaja sahip olduğundan, endüstriyel uygulamalarda giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu nedenle, performans tahminleri önemli bir konudur. Öte yandan parametre tahmini, performans tahmininin ayrılmaz bir parçasıdır. Bu bildiride, stator sargılarının deşarj akımına dayalı yeni bir yöntem sunulmaktadır. Önerilen yöntemde teorik ve pratik deşarj akımları karşılaştırılarak katsayılar, zaman sabitleri ve parametreler hesaplanmıştır. Daha sonra hesaplanan parametreler AFIM'in dq modelinde kullanılır. Son olarak, önerilen yöntemi doğrulamak için 3 boyutlu sonlu elemanlar analizi ve deneysel testler kullanılmıştır.
Bir line-start eksenel akılı kalıcı mıknatıslı motorun iki tasarım ve analiz durumu: katı rotorlu ve kompozit rotorlu. Motorun yeni bir yapısı için, otomatik başlatma özelliğini etkinleştirmek için rotorlarının iç ve dış yarıçaplarına iki eş merkezli tek seviyeli aralıklı yükseltilmiş halka eklenir. Kompozit rotor, ince (0.05 mm) bir bakır tabakası ile kaplanmıştır. Katı rotor halkası için temel denklemler çıkarıldı. Motorun simetri eksikliği, Vector Field Opera 3 aracılığıyla yürütülen ve tasarım parametrelerini değerlendiren ve motorun geçici performansını tahmin eden 14.0B zaman adımlı sonlu eleman analizini gerektirdi. FEA'nın sonuçları, kompozit rotorun, katı rotora göre hem başlangıç torkunu hem de senkronizasyon kapasitesini önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermektedir.
Statorda eş eksenli akı bulunan üç fazlı, disk tipi, sabit mıknatıslı, fırçasız bir DC motor için manyetik alan dağılımı. Hesaplamalar 3 boyutlu sonlu elemanlar yöntemi (FEM) kullanılarak yapılır. Elektromanyetik tork, Maxwell stres tensöründen belirlenir. Karşılaştırma için kalıcı mıknatısların, kutup pabuçlarının ve hava boşluğunun çeşitli boyutları analiz edilmiştir. Uygun bir kalıcı mıknatıs genişliği ve hava boşluğu uzunluğu ile dalgalı vuruntu torkunun etkili bir şekilde azaltılabileceği gösterilmiştir. Simülasyon sonuçları, prototip motordan elde edilen deneysel verilerle iyi bir uyum içindedir.
Eksenel akı histerezis motoru (AFHM), manyetik malzemelerin histerezis özelliklerini kullanan, kendi kendine hareket eden senkron motordur. Histerezis motorunun manyetik özelliklerinin hava boşluğu ve yapı boyutlarındaki değişiklikten kolaylıkla etkilenebileceği bilinmektedir. Hava boşluğu uzunluğu histerezis halkasındaki akı dağılımında önemli bir rol oynar ve çıkış torkunu, terminal akımını, verimini ve hatta AFHM'nin diğer yapısal parametrelerinin optimal değerini etkiler. Bu konuyla ilgili olarak, bu çalışmada, hava boşluğu değişiminin eksenel akılı histerezis motorunun performans özelliklerine etkisi ve hava boşluğu uzunluğunun histerezis halka kalınlığına ve stator sargı dönüşlerine etkisi incelenmiştir. Hava boşluğu uzunluğunun elektrik devresi modeline etkisi incelenmiştir. Son olarak, motorun çıkış değerlerini çıkarmak için AFHM'nin simülasyonu ve 3D-Sonlu Eleman Modeli kullanılarak hava boşluğu değişimine duyarlılık analizi yapılmıştır. Eğik bir elips şeklindeki histerezis döngüsü benimsenmiştir. Bu çalışma, bu tür motorların tasarım yaklaşımında tasarımcılara yardımcı olabilir.
Düşük maliyetli yumuşak manyetik kompozit (SMC) çekirdeğe ve ferrit kalıcı mıknatıslara (PM'ler) sahip düşük maliyetli çift rotorlu eksenel akılı motor (DRAFM). DRAFM'ın topolojisi ve çalışma prensibi ve manyetik malzemelerin en iyi şekilde kullanılması için tasarım konuları sunulmaktadır. 905W 4800rpm DRAFM, bir buzdolabı kompresöründe yüksek maliyetli NdFeB sabit mıknatıslı senkron motorun (PMSM) değiştirilmesi için tasarlanmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak alan odaklı kontrol şeması altında çalıştırılan DRAFM'ın elektromanyetik parametreleri ve performansı hesaplanmıştır. Analiz yoluyla, SMC ve ferrit PM malzemelerinin düşük maliyetli elektrik motoru uygulamaları için iyi adaylar olabileceği gösterilmiştir.
Bu çalışmada, küçük elektrikli şehir arabaları sürücüleri için aday olan Eksenel Akı İç PM (AFIPM) senkron motorları sunulmaktadır. Motor parametrelerinin motor tork performansı üzerindeki etkileri, (id-iq) düzlemindeki stator akımı yörüngelerinin analizi ile incelenir. AFIPM motor parametreleri, inverter akımı ve DC voltaj limitleri dikkate alınarak, motor gücü kapasitesinin tork gereksinimlerine uygun hale getirilmesi için bu analiz ile tasarlanmıştır. Ayrıca, Amper yörüngesi başına voltajla sınırlı optimum Tork (id-iq) içinde çizilir. uçak. Motor parametrelerinin doğru seçiminin, geniş bir hız aralığında optimum kontrol için ideal çalışma karakteristiğini elde etmek için parametreler ile düşük hızda yüksek çalışma torku elde etmek için parametreler arasında bir denge olduğu gösterilmiştir. Son olarak, elektrikli araçlar için 180V (DC bara gerilimi), 10kW AFIPM senkron motor sürücüsü için bazı tasarım değerlendirmeleri ve simülasyon sonuçları sunulmaktadır.
Elektrikli bir aracın (EV) çekiş gücü. Güç ünitesi, trapezoidal kontrol stratejisi tarafından yönlendirilen bir Daimi Mıknatıslı Senkron Motordur (PMSM). Elektrikli taşıtın, motorun sonlu eleman tanımlamasına ve sürücüye dayalı modelleri Matlab/Simulink 7.1 altında uygulanmaktadır. Kontrol, biri hız ve diğer üçü akım regülasyonu için olmak üzere dört kapalı döngü ile sağlanır. Simülasyonun sonuçları, elektrikli çekiş sistemleri için yamuk kontrolünün etkinliğini göstermektedir.
Hem laminatları hem de yumuşak manyetik kompozit malzemeleri içeren bir eksenel akılı endüksiyon motoru açıklanmaktadır. Bu iki malzemeyi birleştirerek, eksenel akılı endüksiyon motoru, sınırlı bir yükseklik dahil olmak üzere sınırlı bir hacimsel alan ve sınırlı bir dalgalanma dahil olmak üzere yumuşak tork çıkışı elde eder. Eksenel akılı endüksiyon motoru ayrıca eğik rotor çubukları içerir. Bu eğik çubuklar, endüksiyon motorunun tork titreşimlerini yumuşatarak motorun verimli çalışmasını artırır.
Yüksek performanslı, güç sınırlı araçlara uygulanabilen bir "ağırlık-güç değiş tokuşu"nun geliştirilmesi. Teori daha sonra "tekerlekli" bir motor tasarımı arayışını haklı çıkarmak için elektrikli araç kasasına uygulanır. Eksenel akı geometrisinin tekil faydaları, taşıt uygulamaları için elektrik motorlarının özel gereksinimlerine atıfta bulunularak tartışılmıştır. 26 kg ağırlığındaki bir aracı sürmek için 260 inçlik bir tekerleğe takılan bir motorun temel tasarım süreci, yapımı ve test sonuçları sunulmaktadır. 1 kW'lık bir çıkış gücünde, ulaşılabilir araç hızı 72 km/sa'dır, motor/tekerlek hızı 578 dev/dak'ya ve 16.5 Nm torka karşılık gelir ve tahmini %94 motor verimliliğinde.
Fırçasız bir DC tekerlekli motora çok amaçlı optimal tasarım uyguladık. Ortaya çıkan eksenel akılı kalıcı mıknatıslı motor, yüksek tork-ağırlık oranına ve motor verimliliğine sahiptir ve doğrudan tahrikli tekerlek uygulamaları için uygundur. Disk tipi tekerlek motoru, tekerleğin göbeğine yerleştirildiğinden, şanzıman dişlileri veya mekanik diferansiyeller gerekli değildir ve böylece genel verimlilik artar ve ağırlık azalır. Özel motor manyetik devrelerde modellendi ve sınırlı alan, akım yoğunluğu, akı doygunluğu ve sürüş voltajı gibi kısıtlamalara tabi olarak bir optimizasyon şemasının özelliklerini karşılayacak şekilde tasarlandı. Bu yazıda, üç ve dört fazlı iki farklı motor konfigürasyonu gösterilmektedir. Daha sonra, ön tasarımın modifikasyonu ve doğrulanması için motorun elektromanyetik, termal ve modal özelliklerini elde etmek için sonlu eleman analizleri yapılır. Prototiplerin arka elektromotor kuvvetleri, mevcut sürüş dalga formlarının kontrol stratejileri için incelenir.
Kompaktlık ve hafiflik gibi orijinal özellikler, yarıksız eksenel akılı kalıcı mıknatıslı makineleri (AFPM'ler), gemi pervanelerinin doğrudan tahrikine ayrılmış büyük güçlü motor tahriklerinde uygulama için uygun hale getirir. Bu makale, deniz tahrikinde uygulama için tasarlanmış AFPM'lerin özelliklerini tartışıyor ve verimlilik, ağırlık ve tork yoğunluğu gibi makine performansları, geleneksel senkron makinelerle karşılaştırma için değerlendiriliyor. Makine stator sargısının yeni tasarlanmış modüler bir düzenlemesi önerilmiş ve küçük boyutlu bir makine prototipinden alınan deneysel sonuçlar nihayet gösterilmiştir.
Elektrikli araç (EV) motor sürücülerinde, doğrudan tekerlek aksına bağlanan düşük hızlı bir motorun kullanılması, araç ağırlığının azaltılmasına ve sürüş verimliliğinde iyileşmeye olanak tanır. Yuvasız eksenel akılı PM motorları, yüksek tork-ağırlık oranı ve verimlilik için tasarlanabildikleri için bu tür bir uygulama için özellikle uygundur. Bu makale, elektrikli bir scooterın tahrik tahrikinde kullanılan 16 kutuplu eksenel akılı PM motor prototipini ele almaktadır. Motor prototipi 45 Nm pik torka, 6.8 kg aktif malzeme ağırlığına sahiptir ve doğrudan scooter arka tekerleğine akuple edilmiştir. Makale, motor prototipinin tasarımını ve yapımını tartışıyor ve laboratuvar testlerinden elde edilen deneysel sonuçları rapor ediyor. Son olarak, scooter motor tahriğinin düzenlenmesi ile ilgili detaylar verilmiştir.
Tamamen elektrikli uçakların geliştirilmesi, daha verimli, daha sessiz ve çevre dostu araçlara olanak sağlayacak ve sera gazı emisyonlarının küresel olarak azaltılmasına katkıda bulunacaktır. Bununla birlikte, geleneksel elektrik motorları, havadaki uygulamalarda dikkate alınacak kadar yüksek bir güç yoğunluğuna ulaşamaz. YBCO peletleri gibi toplu yüksek sıcaklık süper iletken (HTS) malzemeleri, manyetik akıyı yakalama kapasitesine sahiptir ve böylece kalıcı mıknatıslar gibi davranır. Deneysel veriler, tek bir alanlı YBCO peletinin 17 K'da 29 T'ye kadar tutabildiğini ve bu da uçak tahrikinde kullanılabilecek çok yüksek güç yoğunluklu motorların tasarımını mümkün kıldığını gösteriyor. Eksenel akı konfigürasyonuna dayanan ve motorun dışına sarılmış bir süper iletken bobin tarafından manyetize edilmiş altı YBCO plakasından oluşan bir süper iletken motor tasarladık. Altı kutuplu homopolar makine, geleneksel bir hava boşluğu dirençli armatür kullanır. Eksenel akı konfigürasyonu, birkaç rotor ve statorun birlikte istiflenmesine izin verir ve bu nedenle bir veya birkaç geleneksel kalıcı mıknatısın kullanılmasına izin verir.
SIMINOR Ascenseurs ve Roma Üniversitesi tarafından makine dairesi olmayan doğrudan tahrikli asansör sistemlerinde uygulama için ortaklaşa geliştirilen yarıksız eksenel akılı kalıcı mıknatıslı motor sürücülerinin iki ikiz prototipinin yapımı. Kasnak doğrudan tahrikli motorun her bir prototipi, 5 kW, 95 dev/dak olarak derecelendirilmiştir ve 380 mm'lik bir şaft yüksekliğine ve yaklaşık 80 mm'lik bir toplam eksenel kalınlığa sahiptir. Olağandışı özelliklere dayalı makine tasarımı ve önerilen doğrudan tahrikli asansör düzenlemesi için benimsenen orijinal üretim çözümleri, prototip motorların önde gelen boyutları ve özellikleri de dahil olmak üzere kağıt boyunca tartışılmaktadır. Son olarak, makine prototiplerinden alınan deneysel sonuçlar rapor edilmiştir.
XNUMX . Ortak bir dönme eksenine sahip bir çift aynalı eksenel akılı elektrik motoruna sahip olan bir güç ünitesi tertibatı, her bir eksenel akılı motor, bir rotor şaftı üzerinde tanzim edilmiş bir rotoru ve bahsedilen rotora işlevsel bir ilişki içinde tanzim edilmiş en az bir statoru içerir. Ortak bir montaj yapısı sağlamak için eksenel akılı elektrik motorlarının her birinin arasına ortak bir uç plaka yerleştirilirken, bir çıkış göbeği aynalı eksenel akılı elektrik motorlarının her bir rotor şaftına işlevsel olarak bağlanır. Aynalı eksenel akılı elektrik motorları çiftinin her biri, ilişkili her bir çıkış göbeğine bağımsız hız ve tork sağlamak üzere işlevsel olarak yapılandırılır.
Kompaktlık ve hafiflik gibi orijinal özellikler, yarıksız eksenel akılı kalıcı mıknatıslı makineleri (AFPM'ler), gemi pervanelerinin doğrudan tahrikine ayrılmış büyük güçlü motor tahriklerinde uygulama için uygun hale getirir. Kağıt, deniz sevk uygulaması için tasarlanmış AFPM'lerin özelliklerini tartışıyor. Makine stator sargısının yeni tasarlanmış modüler bir düzenlemesi önerilmiş ve son olarak küçük boyutlu bir makine prototipinden alınan deneysel sonuçlar verilmiştir.
Minimum vuruntu torku ile eksenel akılı kalıcı mıknatıslı (AFPM) fırçasız doğru akım (BLDC) motorunun analizi ve deneyi. Son zamanlarda, AFPM motoru için birçok optimal tasarım, sonlu elemanlar (FE) analizi ile yapılmıştır, ancak bu tür analizler genellikle zaman alıcıdır. Bu çalışmada, PM'ler ve çekirdekler arasında var olan manyetik akı çizgilerinin denklemi matematiksel olarak kabul edilmiş ve minimum vuruntu torku teorik ve geometrik olarak FE analizi yapılmadan hesaplanmıştır. Bu yazıda denklem formunun ikinci dereceden bir polinom olduğu varsayılmaktadır. Çarpma torkunu en aza indiren çarpıklık açısı teorik olarak hesaplanır ve minimum vuruntu torkunun değeri FE analizleri ve deneyleri ile doğrulanır. Teorik analizde, önerilen bir AFPM motorunun maksimum dişli torku, yaklaşık olarak 4'lük bir eğim açısında en küçük değere sahiptir ve bu değer, FE analizi ve deneylerininkiyle yaklaşık olarak aynıdır. Çarpık olmayan motorla karşılaştırıldığında, çarpık motorun dişli torku azaltılabilir.
Bu yazıda fırçasız dc disk tipi eksenel akılı bir motorun çok amaçlı optimal tasarımı ve optimal akım dalga biçimleri sunulmaktadır. Bu özel motor manyetik devrelerde modellenmiştir ve sınırlı alan, akım yoğunluğu, akı doygunluğu ve sürüş voltajı gibi kısıtlamalara tabi olan bir optimizasyon şemasının özelliklerini karşılayacak şekilde tasarlanmıştır. Daha sonra, bağımsız sargı yapısı için çeşitli kısıtlamalara tabi olan optimum akım dalga biçimini elde etmek için tork odaklı optimizasyon gerçekleştirilir. Maksimum tork ve sınırlı omik kayıp ile en iyi optimal dalga biçiminin, aynı şekle sahip olduğu doğrulanan stator ve rotor arasındaki hava boşluğundaki manyetik akı değişimiyle orantılı olduğu bulunmuştur.
Geleneksel radyal akılı PM makinelerinin vuruntu torkunu azaltmak için çeşitli teknikler mevcuttur. Bu tekniklerin bazıları eksenel akılı makinelere uygulanabilse de, eksenel akılı makine statorunun benzersiz yapısı nedeniyle üretim maliyeti özellikle yüksektir. Sonuç olarak, eksenel akılı PM makineleri ile kullanım için yeni düşük maliyetli teknikler arzu edilir. Bu makale, eksenel akılı çok rotorlu yüzey mıknatıslı PM motorları için yeni bir dişli çark torku minimizasyon tekniğini tanıtmaktadır. İlk olarak, bu makalede yeni tekniğin temel ilkeleri araştırılmaktadır. Daha sonra önerilen yeni yöntemi uygulamak için çift rotorlu tek statorlu 3 kW, 8 kutuplu eksenel akılı yüzey mıknatıslı disk tipi bir makine tasarlanmış ve optimize edilmiştir. Minimum vuruntu torku ile sonuçlanan bitişik mıknatıs kutup arkının optimizasyonu ve ayrıca 3D sonlu elemanlar analizi (FEA) kullanılarak maksimum mevcut tork üzerindeki etkinin değerlendirilmesi incelenmiştir. En aza indirilmiş vuruntu torku, mevcut birkaç gerçek makine verisi ile karşılaştırılır ve bazı önemli sonuçlar çıkarılır.
Eksenel akılı kalıcı mıknatıslı (AFPM) motorların tasarımında vuruntu torkunun en aza indirilmesi, tasarım sürecinde dikkate alınması gereken ana konulardan biridir. Bu makale, çift rotorlu AFPM motorlarda vuruntu torku bileşenlerini en aza indirmek için birkaç uygun maliyetli mıknatıs eğrilme tekniği sunmaktadır. Rotor tarafı vuruntu torku minimizasyon yöntemleri, ağırlıklı olarak mıknatıs eğrilme yaklaşımına odaklanılarak ayrıntılı olarak incelenmiş ve birkaç uygun maliyetli alternatif eğriltme tekniği önerilmiştir. Mıknatıs eğrilme yaklaşımlarının ayrıntılı bir karşılaştırması sağlanır. Analizlere dayalı olarak farklı rotor yapılarına sahip bir prototip AFPM motoru oluşturulmuştur. Analizler daha sonra deneysel sonuçlarla doğrulanır ve vuruntu tork bileşeninin AFPM motorlarının tork kalitesi üzerindeki etkisi araştırılır. Sonuçlar, önerilen mıknatıs eğrilme yaklaşımlarının, çarpık olmayan mıknatıslara sahip referans AFPM motorunun aksine, dişli çark bileşenini önemli ölçüde azaltabileceğini ve disk motorlarının tork kalitesini iyileştirmeye yardımcı olabileceğini doğrulamaktadır.
Geleneksel olmayan kalıcı mıknatıslı (PM) senkron makineye, yani yeni eksenel akılı dahili PM (AFIPM) senkron motora uygulanan farklı ölçüm ve tanımlama yaklaşımları. AFIPM motorunun geleneksel olmayan geometrisi, parametre tanımlama konusunda özel bir tartışma gerektirir. Makalede, AFIPM prototipi üzerinde durma frekans-tepki testi ve durma süresi-tepki testi sunulmaktadır. Bu testler temelinde, d- ve q-eksenleri devre parametreleri seçilir. Durma testlerinin geçerliliğini doğrulamak için yük testleri de yapılmıştır. Ayrıca, yük testleri bazı ön AFIPM makine performans sonuçları ve doyma fenomeni hakkında ek bilgiler sağlar. Yapılan ölçümlerle elde edilen d- ve q-eksenleri eşdeğer devre parametreleri analiz edilerek karşılaştırılmıştır. Son olarak en uygun AFIPM makine modeli seçilir.
Tekerlekli motor uygulamaları için yeni bir eksenel akılı dahili PM (AFIPM) senkron motor sunulmaktadır. Yeni anizotropik rotor yapısı sayesinde AFIPM motoru, akı zayıflatma işlemi ile sabit güç sağlayabilir. Rotor yapısı sadece toz haline getirilmiş yumuşak manyetik malzemeler kullanılarak yapılabilir. Önerilen tasarım prosedürü, klasik elektrik motoru tasarım kurallarına ek olarak sonlu elemanlar yöntemini (FEM) kullanır. İncelenen prototipin tüm tasarım verileri sunulmakta ve prototipin üretim aşaması da anlatılmaktadır. Makine parametrelerinin hesaplanan değerleri, deneysel ölçümler temelinde belirlenen değerlerle karşılaştırılır. Son olarak prototip motor özellikleri belirlenir ve sunulur.
Uçak teknolojisi daha çok elektrikli mimariye doğru ilerledikçe, uçaklarda elektrik motorlarının kullanımı artmaktadır. Eksenel akılı BLDC motorlar (fırçasız DC motorlar), hafiflik, yüksek güç yoğunluğu, yüksek verimlilik ve yüksek güvenilirlik taleplerini karşılama yetenekleri nedeniyle havacılık uygulamalarında popüler hale geliyor. Genelde eksenel akılı BLDC motorlar ve özellikle demirsiz eksenel akılı BLDC motorlar çok düşük endüktansa sahiptir. Bu nedenle, motor sargısındaki dalgalanma akımının büyüklüğünü sınırlamak için özel bakıma ihtiyaçları vardır. Yeni daha elektrikli uçak uygulamalarının çoğunda, BLDC motorunun 300 veya 600 Vdc veriyolundan çalıştırılması gerekir. Bu gibi durumlarda, özellikle 600 Vdc baradan çalıştırma için, BLDC motor sürücüsü için yalıtımlı kapılı bipolar transistör (IGBT) tabanlı inverterler kullanılır. IGBT tabanlı invertörlerin anahtarlama frekansını artırma sınırlaması vardır ve bu nedenle düşük sargı endüktanslı BLDC motorları sürmek için çok uygun değildirler. Bu çalışmada, eksenel akılı BLDC motorları sürmek için üç seviyeli nötr nokta kelepçeli (NPC) bir evirici önerilmiştir.
Boyut küçültme, motor tasarımının en önemli yönlerinden biri haline geldi. Bu makale, eşkenar dörtgen baskılı devre kartı (PCB) sargısına sahip minyatür bir eksenel akılı iğ motoru sunmaktadır. Mekanik yapısının tasarımı, gereksiz boşlukları ortadan kaldırmayı amaçlamaktadır. Prototip oluşturmadan önce motor geometrisi, tasarım sürecini hızlandırmaya yardımcı olan yaklaşık bir analitik model kullanılarak hesaplanır. Esnek PCB sargısı, uç sargı uzunluğunu azaltmak ve bakır kaybını en aza indirmek için bobinlerin eşkenar dörtgen şeklinde sarıldığı ultra ince bir elektromanyetik heyecan verici kaynağı temsil eder. Tasarım süreci ayrıca daha fazla performans değerlendirmesi ve iyileştirme için sonlu elemanlar analizini de içerir. Önerilen motor prototiplendi ve simülasyon ile ölçüm arasında mükemmel bir uyum bulundu.
Disk tipi eksenel akılı motorlar için optimum akım dalga biçimleri. Dört fazlı özel tekerlek motoru, mekanik diferansiyeller ve redüksiyon dişlileri olmadan doğrudan elektrikli araçların tekerleğinin içine tasarlanmış ve monte edilmiştir. Bağımsız sargı yapısı için çeşitli kısıtlamalara tabi olan optimum akım dalga biçimini elde etmek için tork odaklı bir optimizasyon gerçekleştirdik. Maksimum tork ve sınırlı omik kayıp ile en iyi optimal dalga biçiminin, stator ve rotor arasındaki hava boşluğundaki manyetik akı değişimiyle orantılı olduğunu ve arka elektromotor kuvveti (EMF) ile aynı şekle sahip olduğunu bulduk. Bu bulgu hem teorik hem de sayısal analizlerle doğrulanmaktadır. Beklendiği gibi, deneylerle çıkarılan arka EMF'nin akım kontrol dalga biçimi, maksimum tork ve motor verimliliği açısından en iyi performansı verir.
